Attoseconde pulsenonthul de geheimen van tijdvertraging
Wetenschappers in de Verenigde Staten hebben met behulp van attosecondepulsen nieuwe informatie onthuld over defoto-elektrisch effect:defoto-elektrische emissieDe vertraging loopt op tot 700 attoseconden, veel langer dan eerder werd verwacht. Dit nieuwste onderzoek daagt bestaande theoretische modellen uit en draagt bij aan een beter begrip van de interacties tussen elektronen, wat leidt tot de ontwikkeling van technologieën zoals halfgeleiders en zonnecellen.
Het foto-elektrische effect verwijst naar het fenomeen waarbij, wanneer licht op een molecuul of atoom op een metaaloppervlak schijnt, het foton een interactie aangaat met het molecuul of atoom en elektronen vrijgeeft. Dit effect is niet alleen een van de belangrijke fundamenten van de kwantummechanica, maar heeft ook een grote impact op de moderne natuurkunde, scheikunde en materiaalkunde. De zogenaamde foto-emissievertraging is echter een controversieel onderwerp op dit gebied en wordt door verschillende theoretische modellen in verschillende mate verklaard, maar er is geen eenduidige consensus bereikt.
Nu de attosecondewetenschap de afgelopen jaren drastisch is verbeterd, biedt deze opkomende tool een ongekende manier om de microscopische wereld te verkennen. Door gebeurtenissen die zich op extreem korte tijdschalen voordoen nauwkeurig te meten, kunnen onderzoekers meer informatie verkrijgen over het dynamische gedrag van deeltjes. In de nieuwste studie gebruikten ze een reeks röntgenpulsen met hoge intensiteit, geproduceerd door de coherente lichtbron van het Stanford Linac Center (SLAC), die slechts een miljardste van een seconde (attoseconde) duurden, om de kernelektronen te ioniseren en uit het geëxciteerde molecuul te "trappen".
Om de trajecten van deze vrijgekomen elektronen verder te analyseren, gebruikten ze individueel geëxciteerde elektronen.laserpulsenom de emissietijden van de elektronen in verschillende richtingen te meten. Deze methode stelde hen in staat om de significante verschillen tussen de verschillende momenten, veroorzaakt door de interactie tussen de elektronen, nauwkeurig te berekenen, wat bevestigde dat de vertraging 700 attoseconden kon bereiken. Het is belangrijk om op te merken dat deze ontdekking niet alleen enkele eerdere hypothesen bevestigt, maar ook nieuwe vragen oproept, waardoor relevante theorieën opnieuw onderzocht en herzien moeten worden.
Bovendien benadrukt de studie het belang van het meten en interpreteren van deze tijdsvertragingen, die cruciaal zijn voor het begrijpen van experimentele resultaten. In eiwitkristallografie, medische beeldvorming en andere belangrijke toepassingen waarbij röntgenstraling met materie interageert, zullen deze gegevens een belangrijke basis vormen voor het optimaliseren van technische methoden en het verbeteren van de beeldkwaliteit. Daarom is het team van plan de elektronische dynamiek van verschillende soorten moleculen verder te onderzoeken om nieuwe informatie te verkrijgen over het elektronische gedrag in complexere systemen en hun relatie met de moleculaire structuur. Dit zou een solidere databasis moeten vormen voor de ontwikkeling van gerelateerde technologieën in de toekomst.
Plaatsingstijd: 24-09-2024