Attosekundové impulzy odhaľujú tajomstvá časového oneskorenia

Atosekundové impulzyodhaliť tajomstvá časového oneskorenia
Vedci v Spojených štátoch s pomocou atosekundových impulzov odhalili nové informácie o...fotoelektrický efekt: ten/tá/tofotoelektrická emisiaoneskorenie je až 700 attosekúnd, čo je oveľa dlhšie, ako sa pôvodne očakávalo. Tento najnovší výskum spochybňuje existujúce teoretické modely a prispieva k hlbšiemu pochopeniu interakcií medzi elektrónmi, čo vedie k vývoju technológií, ako sú polovodiče a solárne články.
Fotoelektrický jav označuje jav, pri ktorom keď svetlo svieti na molekulu alebo atóm na kovovom povrchu, fotón interaguje s molekulou alebo atómom a uvoľňuje elektróny. Tento jav nie je len jedným z dôležitých základov kvantovej mechaniky, ale má aj hlboký vplyv na modernú fyziku, chémiu a materiálovú vedu. V tejto oblasti je však takzvaný čas oneskorenia fotoemisie kontroverznou témou a rôzne teoretické modely ho vysvetľujú v rôznej miere, ale neexistuje jednotný konsenzus.
Keďže sa oblasť atosekundovej vedy v posledných rokoch dramaticky zlepšila, tento nový nástroj ponúka bezprecedentný spôsob skúmania mikroskopického sveta. Presným meraním udalostí, ktoré sa vyskytujú v extrémne krátkych časových intervaloch, sú vedci schopní získať viac informácií o dynamickom správaní častíc. V najnovšej štúdii použili sériu vysokointenzívnych röntgenových impulzov produkovaných koherentným svetelným zdrojom v Stanford Linac Center (SLAC), ktoré trvali iba miliardtinu sekundy (atosekunda), na ionizáciu jadrových elektrónov a „vykopnutie“ excitovanej molekuly.
Na ďalšiu analýzu trajektórií týchto uvoľnených elektrónov použili individuálne excitovanélaserové impulzymerať emisné časy elektrónov v rôznych smeroch. Táto metóda im umožnila presne vypočítať významné rozdiely medzi rôznymi momentmi spôsobenými interakciou medzi elektrónmi, čo potvrdilo, že oneskorenie by mohlo dosiahnuť 700 attosekúnd. Stojí za zmienku, že tento objav nielen potvrdzuje niektoré predchádzajúce hypotézy, ale vyvoláva aj nové otázky, ktoré si vyžadujú prehodnotenie a revíziu príslušných teórií.
Štúdia okrem toho zdôrazňuje dôležitosť merania a interpretácie týchto časových oneskorení, ktoré sú kľúčové pre pochopenie experimentálnych výsledkov. V kryštalografii proteínov, lekárskom zobrazovaní a ďalších dôležitých aplikáciách zahŕňajúcich interakciu röntgenového žiarenia s hmotou budú tieto údaje dôležitým základom pre optimalizáciu technických metód a zlepšenie kvality zobrazovania. Tím preto plánuje pokračovať v skúmaní elektronickej dynamiky rôznych typov molekúl s cieľom odhaliť nové informácie o elektronickom správaní v zložitejších systémoch a ich vzťahu k molekulárnej štruktúre, čím sa položí pevnejší dátový základ pre vývoj súvisiacich technológií v budúcnosti.