Attosekunnin pulssitpaljastaa viiveen salaisuudet
Yhdysvaltalaiset tutkijat ovat paljastaneet attosekuntipulssien avulla uutta tietoavalosähköinen efekti:valosähköinen emissioviive on jopa 700 attosekuntia, paljon pidempi kuin aiemmin odotettiin. Tämä uusin tutkimus haastaa olemassa olevat teoreettiset mallit ja edistää elektronien välisten vuorovaikutusten syvempää ymmärtämistä, mikä johtaa teknologioiden, kuten puolijohteiden ja aurinkokennojen, kehitykseen.
Valosähköisellä efektillä tarkoitetaan ilmiötä, että kun valo loistaa metallipinnalla olevaan molekyyliin tai atomiin, fotoni on vuorovaikutuksessa molekyylin tai atomin kanssa ja vapauttaa elektroneja. Tämä vaikutus ei ole vain yksi kvanttimekaniikan tärkeimmistä perusteista, vaan sillä on myös syvällinen vaikutus nykyaikaiseen fysiikkaan, kemiaan ja materiaalitieteeseen. Tällä alalla ns. fotoemission viiveaika on kuitenkin ollut kiistanalainen aihe, ja eri teoreettiset mallit ovat selittäneet sen eriasteisesti, mutta yhtenäistä konsensusta ei ole syntynyt.
Attosekuntitieteen ala on parantunut dramaattisesti viime vuosina, joten tämä uusi työkalu tarjoaa ennennäkemättömän tavan tutkia mikroskooppista maailmaa. Mittaamalla tarkasti äärimmäisen lyhyessä ajassa tapahtuvia tapahtumia tutkijat voivat saada lisää tietoa hiukkasten dynaamisesta käyttäytymisestä. Viimeisimmässä tutkimuksessa he käyttivät sarjaa Stanford Linac Centerin (SLAC) koherentin valonlähteen tuottamia korkean intensiteetin röntgenpulsseja, jotka kestivät vain sekunnin miljardisosan (attosekunnin) ydinelektronien ionisoimiseen ja "potkua" ulos innostuneesta molekyylistä.
Näiden vapautuneiden elektronien liikeratojen analysoimiseksi edelleen he käyttivät yksilöllisesti virittyneitälaserpulssejamittaamaan elektronien emissioaikoja eri suuntiin. Tällä menetelmällä he pystyivät laskemaan tarkasti elektronien välisen vuorovaikutuksen aiheuttamien eri momenttien väliset merkittävät erot, mikä vahvisti, että viive voi olla 700 attosekuntia. On syytä huomata, että tämä löytö ei ainoastaan vahvista joitakin aikaisempia hypoteeseja, vaan myös herättää uusia kysymyksiä, minkä vuoksi asiaankuuluvia teorioita on tarkasteltava uudelleen ja tarkistettava.
Lisäksi tutkimuksessa korostetaan näiden aikaviiveiden mittaamisen ja tulkinnan tärkeyttä, jotka ovat kriittisiä koetulosten ymmärtämisen kannalta. Proteiinikristallografiassa, lääketieteellisessä kuvantamisessa ja muissa tärkeissä sovelluksissa, joihin liittyy röntgensäteiden vuorovaikutusta aineen kanssa, nämä tiedot ovat tärkeä perusta teknisten menetelmien optimoinnille ja kuvantamisen laadun parantamiselle. Siksi tiimi aikoo jatkaa erityyppisten molekyylien elektronisen dynamiikan tutkimista paljastaakseen uutta tietoa elektronisesta käyttäytymisestä monimutkaisemmissa järjestelmissä ja niiden suhteesta molekyylirakenteeseen. tulevaisuudessa.
Postitusaika: 24.9.2024