Nhóm nghiên cứu tại Đại học Tokyo Metropolitan, dẫn đầu bởi Giáo sư Reika Kanya, đã sử dụng xung laser femtosecond phân cực tròn để khảo sát quá trình tán xạ electron có hỗ trợ laser (LAES) trên nguyên tử argon. Đây là lần đầu tiên quá trình này được ghi nhận theo thời gian với ánh sáng phân cực tròn, vốn phức tạp hơn nhiều so với ánh sáng tuyến tính.

Trong thí nghiệm, các electron được tăng tốc đến năng lượng 1 keV rồi bắn vào nguyên tử argon dưới tác động của trường điện từ xoay tròn từ laser hồng ngoại gần. Hệ thống quang phổ thời gian bay (time-of-flight spectrometer) được dùng để đo năng lượng và góc phân tán của electron. Kết quả cho thấy các đỉnh đặc trưng của quá trình LAES, phù hợp với mô hình lý thuyết Kroll–Watson.

Điều đáng chú ý là ánh sáng phân cực tròn có “tính thuận tay” – quay trái hoặc quay phải – nên có khả năng tương tác khác nhau với các cấu trúc cũng mang tính thuận tay (chirality), chẳng hạn như DNA. Việc đo được sự khác biệt này có thể giúp các nhà khoa học tiếp cận sâu hơn vào bản chất “thuận tay” của vật chất, một yếu tố nền tảng trong sinh học và hóa học.

Tuy nhiên, thách thức vẫn còn lớn: tín hiệu thu được yếu hơn so với ánh sáng tuyến tính và nhóm nghiên cứu chưa thể phân biệt rõ sự khác nhau giữa ánh sáng trái tay và phải tay. Dù vậy, sự tương đồng với mô hình lý thuyết cho thấy họ đang đi đúng hướng.

Thành tựu này hiện mới chỉ là bằng chứng khái niệm, nhưng nó mở ra cánh cửa đến một “vũ điệu” vi mô giữa electron và ánh sáng – nơi các hạt và sóng tuân theo một nhịp điệu ẩn giấu. Với những công cụ tinh vi hơn trong tương lai, các nhà khoa học kỳ vọng sẽ khám phá được những sắc thái tinh tế hơn, từ đó hiểu rõ hơn cách các trường mạnh ảnh hưởng đến thế giới lượng tử.

Đây có thể là bước khởi đầu cho một kỷ nguyên mới trong nghiên cứu vật lý lượng tử và công nghệ quang học, nơi ánh sáng không chỉ chiếu sáng mà còn “xoắn” để điều khiển vật chất ở cấp độ nguyên tử.