分子键合理论中，价电子游离在分子内原子之间从而被认为是非局域的；而内壳层电子与分子内原子紧密结合从而被认为是局域的。借助同步辐射和X射线自由电子激光器等先进光源，探测原子或分子的内壳层电子空穴已成为现实，这主要是由激光脉冲的光子特性决定的。另一方面，当激光脉冲振荡电场的强度与分子的库伦场相当时，脉冲的光场特性则可以打破分子中价层电荷分布的静态平衡，从而导致价层电子空穴局域化。目前已有一些理论提出了价层电子局域化，并预言会导致半个激光周期内产生多个电离峰。然而，由于价层电子本身是离域的并且贡献分子缔合效应，在实验上追踪价层电子局域化非常困难。

最近，实验室吴健教授科研团队选取HCl极性分子，采用强椭圆偏振光场，通过跟踪HCl分子单电离解离过程中离子碎片获得的激光冲量，揭示强场隧穿电离诱导的不对称瞬态局域化价电荷的演化过程。该工作的核心在于离子碎片在激光场中积累的冲量由其瞬态局域电荷与激光电场乘积的时间积分决定。通过测量离子碎片的动量，可以推断出其瞬态局域电荷以及演化过程。实验发现，当电子从H一侧出射时，H+离子获得较大冲量；而当电子从Cl一侧出射时，H+离子获得很小的冲量。这表明，强激光可以在HCl极性分子中诱导不对称的局域化价电荷。同时，进一步的理论计算还重现了该不对称局域化价电荷随时间的演化过程。

综上，该工作提出了一种可视化瞬态价电荷演化的方法，并将引导对强激光场中隧穿位置分辨的分子电离解离超快动力学的进一步研究。相关成果发表于Phys. Rev. Lett. 127, 183201 (2021)。

图1  实验装置示意图以及解离H+离子碎片不对称角分布。