A. F. Alharbi, M. C. H. Wong, A. E. Boguslavskiy, Dominique Descamps, Stéphane Petit, J. Suarez, A. Ferré, Bruno E. Schmidt, Serguei Patchkovskii, François Légaré, Nicolas Thiré, Bernard Pons, Yann Mairesse, Olga Smirnova, Valérie Blanchet, H. Ruf, Raluca Cireasa, V. R. Bhardwaj, J. Higuet, Baptiste Fabre, Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), National Research Council of Canada (NRC), University of Ottawa [Ottawa], Centre d'Etudes Lasers Intenses et Applications (CELIA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Bordeaux (UB), Advanced Laser Light Source-INRS-EMT, Énergie Matériaux Télécommunications - INRS (EMT-INRS), Institut National de la Recherche Scientifique [Québec] (INRS)-Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM)-Institut National de la Recherche Scientifique [Québec] (INRS)-Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM), Femto (LCAR), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Departamento de Química, C-9, Universidad Autónoma de Madrid, Universidad Autonoma de Madrid (UAM), King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST), King Abdulaziz City for Science and Technology, Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Universidad Autónoma de Madrid (UAM)
Molecules that are mirror images of each other usually behave identically, unless they are interacting with other chiral objects. High-harmonic generation can provide access to the dynamics of chiral interactions on ultrafast timescales. Chiral molecules that are non-superimposable mirror images of each other, known as enantiomers, have identical chemical and physical properties unless they interact with another chiral entity, such as chiral light. Chiroptical1 effects arising from such interactions are used to detect enantiomers in mixtures and to induce enantioselective synthesis and catalysis. Chiroptical effects often arise from the interplay between light-induced electric- and magnetic-dipole transitions in a molecule and evolve on ultrafast electronic timescales. Here we use high-harmonic generation2,3 from a randomly oriented gas of molecules subjected to an intense laser field, to probe chiral interactions on these sub-femtosecond timescales. We show that a slight disparity in the laser-driven electron dynamics in the two enantiomers is recorded and amplified by several orders of magnitude in the harmonic spectra. Our work shows that chiroptical detection can go beyond detecting chiral structure4,5,6,7 to resolving and controlling chiral dynamics on electronic timescales.