Attosekundes impulsiAtklājiet laika kavēšanās noslēpumus
Zinātnieki Amerikas Savienotajās Valstīs, izmantojot attosekundes impulsus, ir atklājuši jaunu informāciju parfotoelektriskais efekts: tasfotoelektriskā emisijaKavēšanās ir līdz 700 atosekundēm, kas ir daudz ilgāk nekā iepriekš gaidīts. Šis jaunākais pētījums apstrīd esošos teorētiskos modeļus un veicina dziļāku izpratni par elektronu mijiedarbību, kas noved pie tādu tehnoloģiju kā pusvadītāju un saules bateriju attīstības.
Fotoelektriskais efekts ir parādība, kad, gaismai apspīdot molekulu vai atomu uz metāla virsmas, fotons mijiedarbojas ar molekulu vai atomu un atbrīvo elektronus. Šis efekts ir ne tikai viens no svarīgākajiem kvantu mehānikas pamatprincipiem, bet tam ir arī dziļa ietekme uz mūsdienu fiziku, ķīmiju un materiālzinātni. Tomēr šajā jomā tā sauktais fotoemisijas aizkaves laiks ir bijis pretrunīgs temats, un dažādi teorētiskie modeļi to ir skaidrojuši dažādā mērā, taču vienota vienprātība nav izveidojusies.
Tā kā attosekundes zinātnes joma pēdējos gados ir ievērojami uzlabojusies, šis jaunais rīks piedāvā vēl nebijušu veidu, kā izpētīt mikroskopisko pasauli. Precīzi izmērot notikumus, kas notiek ārkārtīgi īsos laika periodos, pētnieki spēj iegūt vairāk informācijas par daļiņu dinamisko uzvedību. Jaunākajā pētījumā viņi izmantoja virkni augstas intensitātes rentgenstaru impulsu, ko radīja koherentās gaismas avots Stenfordas Linac centrā (SLAC), un kas ilga tikai miljardo daļu sekundes (atosekundi), lai jonizētu kodola elektronus un "izsistu" no ierosinātās molekulas.
Lai tālāk analizētu šo atbrīvoto elektronu trajektorijas, viņi izmantoja individuāli ierosinātuslāzera impulsilai izmērītu elektronu emisijas laikus dažādos virzienos. Šī metode ļāva viņiem precīzi aprēķināt būtiskās atšķirības starp dažādiem momentiem, ko izraisa mijiedarbība starp elektroniem, apstiprinot, ka aizture var sasniegt 700 atosekundes. Jāatzīmē, ka šis atklājums ne tikai apstiprina dažas iepriekšējās hipotēzes, bet arī rada jaunus jautājumus, liekot pārskatīt un pārskatīt attiecīgās teorijas.
Turklāt pētījumā ir uzsvērta šo laika aizkaves mērīšanas un interpretācijas nozīme, kas ir kritiski svarīga eksperimentālo rezultātu izpratnei. Olbaltumvielu kristalogrāfijā, medicīniskajā attēlveidošanā un citās svarīgās lietojumprogrammās, kas saistītas ar rentgenstaru mijiedarbību ar vielu, šie dati būs svarīgs pamats tehnisko metožu optimizēšanai un attēlveidošanas kvalitātes uzlabošanai. Tāpēc komanda plāno turpināt pētīt dažādu veidu molekulu elektronisko dinamiku, lai atklātu jaunu informāciju par elektronisko uzvedību sarežģītākās sistēmās un to saistību ar molekulāro struktūru, radot stabilāku datu pamatu saistītu tehnoloģiju attīstībai nākotnē.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 24. septembris