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 bedraagt maximaal 700 attoseconden, veel langer dan eerder werd verwacht. Dit nieuwste onderzoek daagt bestaande theoretische modellen uit en draagt bij aan een dieper begrip van de interacties tussen elektronen, wat leidt tot de ontwikkeling van technologieën zoals halfgeleiders en zonnecellen.
Het foto-elektrisch effect verwijst naar het fenomeen dat wanneer licht op een molecuul of atoom op een metalen oppervlak 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 diepgaande impact op de moderne natuurkunde, scheikunde en materiaalkunde. Op dit gebied is de zogenaamde foto-emissievertragingstijd echter een controversieel onderwerp geweest, en verschillende theoretische modellen hebben dit in verschillende mate verklaard, maar er is geen uniforme consensus gevormd.
Omdat het vakgebied van de attosecondewetenschap de afgelopen jaren dramatisch is verbeterd, biedt dit opkomende instrument 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 laatste studie gebruikten ze een reeks röntgenpulsen met hoge intensiteit geproduceerd door de coherente lichtbron in het Stanford Linac Center (SLAC), die slechts een miljardste van een seconde (attoseconde) duurde, om de kernelektronen te ioniseren en “schoppen” uit het opgewonden molecuul.
Om de trajecten van deze vrijgekomen elektronen verder te analyseren, gebruikten ze individueel opgewonden elektronenlaserpulsenom de emissietijden van de elektronen in verschillende richtingen te meten. Met deze methode konden ze nauwkeurig de significante verschillen tussen de verschillende momenten berekenen die werden veroorzaakt door de interactie tussen de elektronen, wat bevestigde dat de vertraging 700 attoseconden kon bereiken. Het is vermeldenswaard dat deze ontdekking niet alleen enkele eerdere hypothesen valideert, maar ook nieuwe vragen oproept, waardoor relevante theorieën opnieuw moeten worden onderzocht en herzien.
Bovendien benadrukt de studie het belang van het meten en interpreteren van deze tijdsvertragingen, die cruciaal zijn voor het begrijpen van experimentele resultaten. Bij eiwitkristallografie, medische beeldvorming en andere belangrijke toepassingen waarbij de interactie van röntgenstraling met materie betrokken is, 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 te blijven onderzoeken om nieuwe informatie te onthullen over het elektronische gedrag in complexere systemen en hun relatie met de moleculaire structuur, waardoor een steviger gegevensfundament wordt gelegd voor de ontwikkeling van gerelateerde technologieën. in de toekomst.
Posttijd: 24 september 2024