פעימות אטושניות חושפות את סודות העיכוב בזמן

דופקים של אטו-שנייהלחשוף את סודות העיכוב בזמן
מדענים בארצות הברית, בעזרת פעימות אטושניות, חשפו מידע חדש עלאפקט פוטואלקטרי: הפליטה פוטו-אלקטריתהעיכוב הוא עד 700 אטושניות, הרבה יותר מהצפוי. מחקר אחרון זה מאתגר מודלים תיאורטיים קיימים ותורם להבנה מעמיקה יותר של יחסי הגומלין בין אלקטרונים, המוביל לפיתוח טכנולוגיות כגון מוליכים למחצה ותאים סולאריים.
האפקט הפוטואלקטרי מתייחס לתופעה שכאשר אור זורח על מולקולה או אטום על משטח מתכת, הפוטון יוצר אינטראקציה עם המולקולה או האטום ומשחרר אלקטרונים. אפקט זה הוא לא רק אחד היסודות החשובים של מכניקת הקוונטים, אלא יש לו גם השפעה עמוקה על הפיזיקה המודרנית, הכימיה ומדע החומרים. עם זאת, בתחום זה, מה שנקרא זמן עיכוב הפוטו-פליטה היה נושא שנוי במחלוקת, ומודלים תיאורטיים שונים הסבירו אותו בדרגות שונות, אך לא נוצר הסכמה מאוחדת.
מכיוון שתחום מדע ה-attosecond השתפר באופן דרמטי בשנים האחרונות, הכלי המתפתח הזה מציע דרך חסרת תקדים לחקור את העולם המיקרוסקופי. על ידי מדידה מדויקת של אירועים המתרחשים בסקאלות זמן קצרות ביותר, החוקרים מסוגלים להשיג מידע נוסף על ההתנהגות הדינמית של חלקיקים. במחקר האחרון, הם השתמשו בסדרה של פולסי קרני רנטגן בעוצמה גבוהה שהופקו על ידי מקור האור הקוהרנטי במרכז סטנפורד לינאק (SLAC), שנמשכו רק מיליארדית השנייה (אטו-שנייה), כדי ליינן את האלקטרונים הליבה "לבעוט" מתוך המולקולה הנרגשת.
כדי לנתח עוד את המסלולים של האלקטרונים המשוחררים הללו, הם השתמשו בנפרדפעימות לייזרלמדוד את זמני הפליטה של ​​האלקטרונים בכיוונים שונים. שיטה זו אפשרה להם לחשב במדויק את ההבדלים המשמעותיים בין המומנטים השונים הנגרמים מהאינטראקציה בין האלקטרונים, ואישרה שהעיכוב יכול להגיע ל-700 אטושניות. ראוי לציין כי גילוי זה לא רק מאמת כמה השערות קודמות, אלא גם מעלה שאלות חדשות, מה שגורם לתיאוריות רלוונטיות להיבחן מחדש ולתקן.
בנוסף, המחקר מדגיש את החשיבות של מדידה ופרשנות של עיכובי זמן אלה, שהם קריטיים להבנת תוצאות הניסוי. בקריסטלוגרפיה של חלבונים, הדמיה רפואית ויישומים חשובים אחרים הכרוכים באינטראקציה של קרני רנטגן עם חומר, נתונים אלו יהוו בסיס חשוב לייעול שיטות טכניות ושיפור איכות ההדמיה. לכן, הצוות מתכנן להמשיך ולחקור את הדינמיקה האלקטרונית של סוגים שונים של מולקולות על מנת לחשוף מידע חדש על ההתנהגות האלקטרונית במערכות מורכבות יותר והקשר שלהן עם המבנה המולקולרי, ולהניח בסיס נתונים מוצק יותר לפיתוח טכנולוגיות קשורות. בְּעָתִיד.