Attosekundpulserafsløre hemmelighederne bag tidsforsinkelse
Forskere i USA har ved hjælp af attosekundpulser afsløret ny information omfotoelektrisk effekt: denfotoelektrisk emissionforsinkelsen er op til 700 attosekunder, meget længere end tidligere forventet. Denne seneste forskning udfordrer eksisterende teoretiske modeller og bidrager til en dybere forståelse af interaktionerne mellem elektroner, hvilket fører til udviklingen af teknologier som halvledere og solceller.
Den fotoelektriske effekt refererer til det fænomen, at når lys skinner på et molekyle eller atom på en metaloverflade, interagerer fotonen med molekylet eller atomet og frigiver elektroner. Denne effekt er ikke kun et af de vigtige grundlag for kvantemekanik, men har også en dyb indvirkning på moderne fysik, kemi og materialevidenskab. På dette felt har den såkaldte fotoemissionsforsinkelse imidlertid været et kontroversielt emne, og forskellige teoretiske modeller har forklaret det i forskellig grad, men der er ikke dannet en samlet konsensus.
Da feltet for attosecond-videnskab er blevet dramatisk forbedret i de seneste år, tilbyder dette nye værktøj en hidtil uset måde at udforske den mikroskopiske verden på. Ved præcist at måle hændelser, der sker på ekstremt korte tidsskalaer, er forskerne i stand til at få mere information om partiklernes dynamiske adfærd. I den seneste undersøgelse brugte de en række højintensive røntgenimpulser produceret af den sammenhængende lyskilde ved Stanford Linac Center (SLAC), som kun varede en milliardtedel af et sekund (attosekundet), til at ionisere kerneelektronerne og "spark" ud af det exciterede molekyle.
For yderligere at analysere banerne for disse frigivne elektroner brugte de individuelt exciteredelaserpulserat måle emissionstiderne for elektronerne i forskellige retninger. Denne metode gjorde det muligt for dem nøjagtigt at beregne de signifikante forskelle mellem de forskellige momenter forårsaget af interaktionen mellem elektronerne, hvilket bekræftede, at forsinkelsen kunne nå 700 attosekunder. Det er værd at bemærke, at denne opdagelse ikke kun validerer nogle tidligere hypoteser, men rejser også nye spørgsmål, hvilket gør, at relevante teorier skal revurderes og revideres.
Derudover fremhæver undersøgelsen vigtigheden af at måle og fortolke disse tidsforsinkelser, som er afgørende for at forstå eksperimentelle resultater. I proteinkrystallografi, medicinsk billeddannelse og andre vigtige applikationer, der involverer interaktion mellem røntgenstråler og stof, vil disse data være et vigtigt grundlag for at optimere tekniske metoder og forbedre billedkvaliteten. Derfor planlægger holdet at fortsætte med at udforske den elektroniske dynamik af forskellige typer molekyler for at afsløre ny information om den elektroniske adfærd i mere komplekse systemer og deres forhold til molekylær struktur, hvilket lægger et mere solidt datagrundlag for udviklingen af relaterede teknologier i fremtiden.
Indlægstid: 24. september 2024