Παλμοί Attosecondαποκαλύψτε τα μυστικά της χρονικής καθυστέρησης
Επιστήμονες στις Ηνωμένες Πολιτείες, με τη βοήθεια παλμών attosecond, αποκάλυψαν νέες πληροφορίες για τοφωτοηλεκτρικό φαινόμενο: τοφωτοηλεκτρική εκπομπήΗ καθυστέρηση είναι έως και 700 attosecond, πολύ μεγαλύτερη από την αναμενόμενη. Αυτή η τελευταία έρευνα αμφισβητεί τα υπάρχοντα θεωρητικά μοντέλα και συμβάλλει στη βαθύτερη κατανόηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ηλεκτρονίων, οδηγώντας στην ανάπτυξη τεχνολογιών όπως οι ημιαγωγοί και τα ηλιακά κύτταρα.
Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο αναφέρεται στο φαινόμενο ότι όταν το φως λάμπει σε ένα μόριο ή άτομο σε μια μεταλλική επιφάνεια, το φωτόνιο αλληλεπιδρά με το μόριο ή το άτομο και απελευθερώνει ηλεκτρόνια. Αυτό το φαινόμενο δεν είναι μόνο ένα από τα σημαντικά θεμέλια της κβαντικής μηχανικής, αλλά έχει επίσης βαθύ αντίκτυπο στη σύγχρονη φυσική, τη χημεία και την επιστήμη των υλικών. Ωστόσο, σε αυτό το πεδίο, ο λεγόμενος χρόνος καθυστέρησης φωτοεκπομπής ήταν ένα αμφιλεγόμενο θέμα και διάφορα θεωρητικά μοντέλα το έχουν εξηγήσει σε διαφορετικούς βαθμούς, αλλά δεν έχει σχηματιστεί ενιαία συναίνεση.
Καθώς το πεδίο της επιστήμης του attosecond έχει βελτιωθεί δραματικά τα τελευταία χρόνια, αυτό το αναδυόμενο εργαλείο προσφέρει έναν άνευ προηγουμένου τρόπο εξερεύνησης του μικροσκοπικού κόσμου. Μετρώντας με ακρίβεια γεγονότα που συμβαίνουν σε εξαιρετικά σύντομες χρονικές κλίμακες, οι ερευνητές είναι σε θέση να αποκτήσουν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη δυναμική συμπεριφορά των σωματιδίων. Στην τελευταία μελέτη, χρησιμοποίησαν μια σειρά από παλμούς ακτίνων Χ υψηλής έντασης που παράγονται από τη συνεκτική πηγή φωτός στο Stanford Linac Center (SLAC), η οποία διήρκεσε μόνο ένα δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου (αττοδευτερόλεπτο), για να ιονίσει τα ηλεκτρόνια του πυρήνα και «εκδιώξτε» το διεγερμένο μόριο.
Για να αναλύσουν περαιτέρω τις τροχιές αυτών των ηλεκτρονίων που απελευθερώθηκαν, χρησιμοποίησαν μεμονωμένα διεγερμέναπαλμούς λέιζερνα μετρήσει τους χρόνους εκπομπής των ηλεκτρονίων σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Αυτή η μέθοδος τους επέτρεψε να υπολογίσουν με ακρίβεια τις σημαντικές διαφορές μεταξύ των διαφορετικών ροπών που προκαλούνται από την αλληλεπίδραση μεταξύ των ηλεκτρονίων, επιβεβαιώνοντας ότι η καθυστέρηση θα μπορούσε να φτάσει τα 700 attoseconds. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η ανακάλυψη όχι μόνο επικυρώνει κάποιες προηγούμενες υποθέσεις, αλλά εγείρει και νέα ερωτήματα, με αποτέλεσμα οι σχετικές θεωρίες να χρειάζονται επανεξέταση και αναθεώρηση.
Επιπλέον, η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία της μέτρησης και της ερμηνείας αυτών των χρονικών καθυστερήσεων, οι οποίες είναι κρίσιμες για την κατανόηση των πειραματικών αποτελεσμάτων. Στην κρυσταλλογραφία πρωτεϊνών, την ιατρική απεικόνιση και άλλες σημαντικές εφαρμογές που περιλαμβάνουν την αλληλεπίδραση των ακτίνων Χ με την ύλη, αυτά τα δεδομένα θα αποτελέσουν σημαντική βάση για τη βελτιστοποίηση τεχνικών μεθόδων και τη βελτίωση της ποιότητας απεικόνισης. Ως εκ τούτου, η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει να διερευνά την ηλεκτρονική δυναμική διαφορετικών τύπων μορίων προκειμένου να αποκαλύψει νέες πληροφορίες σχετικά με την ηλεκτρονική συμπεριφορά σε πιο πολύπλοκα συστήματα και τη σχέση τους με τη μοριακή δομή, θέτοντας μια πιο στέρεη βάση δεδομένων για την ανάπτυξη σχετικών τεχνολογιών στο μέλλον.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-24-2024