Impulsy attosekundoweodkryj tajemnice opóźnienia czasowego
Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych za pomocą impulsów attosekundowych ujawnili nowe informacje na tematefekt fotoelektryczny:emisja fotoelektrycznaopóźnienie wynosi do 700 attosekund, czyli znacznie dłużej niż wcześniej oczekiwano. Te najnowsze badania podważają istniejące modele teoretyczne i przyczyniają się do głębszego zrozumienia interakcji między elektronami, co prowadzi do rozwoju technologii takich jak półprzewodniki i ogniwa słoneczne.
Efekt fotoelektryczny odnosi się do zjawiska polegającego na tym, że gdy światło pada na cząsteczkę lub atom na metalowej powierzchni, foton oddziałuje z cząsteczką lub atomem i uwalnia elektrony. Efekt ten jest nie tylko jedną z ważnych podstaw mechaniki kwantowej, ale ma także głęboki wpływ na współczesną fizykę, chemię i materiałoznawstwo. Jednak w tej dziedzinie tzw. czas opóźnienia fotoemisji jest tematem kontrowersyjnym i różne modele teoretyczne wyjaśniają go w różnym stopniu, ale nie osiągnięto jednolitego konsensusu.
Ponieważ w ostatnich latach dziedzina nauki o attosekundach radykalnie się rozwinęła, to wyłaniające się narzędzie oferuje bezprecedensowy sposób badania mikroskopijnego świata. Precyzyjnie mierząc zdarzenia zachodzące w niezwykle krótkich skalach czasowych, badacze są w stanie uzyskać więcej informacji na temat dynamicznego zachowania cząstek. W najnowszym badaniu wykorzystali serię impulsów promieniowania rentgenowskiego o dużej intensywności wytwarzanych przez źródło światła spójnego w Stanford Linac Center (SLAC), które trwały zaledwie jedną miliardową sekundy (attosekunda), aby zjonizować elektrony w rdzeniu i „wykopać” wzbudzoną cząsteczkę.
Do dalszej analizy trajektorii tych uwolnionych elektronów wykorzystano indywidualnie wzbudzoneimpulsy laserowedo pomiaru czasów emisji elektronów w różnych kierunkach. Metoda ta umożliwiła dokładne obliczenie znaczących różnic między różnymi momentami spowodowanymi interakcją między elektronami, potwierdzając, że opóźnienie może osiągnąć 700 attosekund. Warto zauważyć, że odkrycie to nie tylko potwierdza niektóre wcześniejsze hipotezy, ale także rodzi nowe pytania, co sprawia, że odpowiednie teorie wymagają ponownego zbadania i zweryfikowania.
Ponadto badanie podkreśla znaczenie pomiaru i interpretacji tych opóźnień czasowych, które mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia wyników eksperymentów. W krystalografii białek, obrazowaniu medycznym i innych ważnych zastosowaniach obejmujących interakcję promieni rentgenowskich z materią dane te będą ważną podstawą do optymalizacji metod technicznych i poprawy jakości obrazowania. Dlatego zespół planuje dalsze badania dynamiki elektronowej różnych typów cząsteczek, aby odkryć nowe informacje na temat zachowania elektronów w bardziej złożonych układach i ich związku ze strukturą molekularną, tworząc solidniejsze podstawy danych dla rozwoju powiązanych technologii w przyszłości.
Czas publikacji: 24 września 2024 r