アト秒パルスが時間遅延の秘密を明らかにする

アト秒パルス時間遅延の秘密を明らかにする
米国の科学者たちは、アト秒パルスの助けを借りて、光電効果: の光電子放出遅延は最大 700 アト秒で、以前の予想よりもはるかに長くなります。この最新の研究は既存の理論モデルに挑戦し、電子間の相互作用のより深い理解に貢献し、半導体や太陽電池などの技術の開発につながります。
光電効果とは、金属表面の分子または原子に光が当たると、光子が分子または原子と相互作用して電子を放出する現象を指します。この効果は量子力学の重要な基礎の 1 つであるだけでなく、現代の物理学、化学、材料科学にも大きな影響を与えています。しかし、この分野では、いわゆる発光遅延時間は物議を醸しており、さまざまな理論モデルによって程度の差はあれ説明されているものの、統一されたコンセンサスは形成されていません。
近年、アト秒科学の分野が劇的に進歩するにつれ、この新たなツールは、顕微鏡の世界を探索するための前例のない方法を提供します。非常に短い時間スケールで発生するイベントを正確に測定することで、研究者は粒子の動的挙動についてより多くの情報を得ることができます。最新の研究では、スタンフォード線形加速器センター（SLAC）のコヒーレント光源によって生成された、わずか10億分の1秒（アト秒）持続する一連の高強度X線パルスを使用して、コア電子をイオン化し、励起された分子を「キック」します。
これらの放出された電子の軌道をさらに分析するために、彼らは個別に励起された電子を使用しました。レーザーパルスさまざまな方向での電子の放出時間を測定します。この方法により、電子間の相互作用によって生じる異なる瞬間間の有意差を正確に計算することができ、遅延が 700 アト秒に達する可能性があることが確認されました。この発見は以前のいくつかの仮説を検証するだけでなく、新たな疑問も生じ、関連する理論を再検討して修正する必要があることは注目に値します。
さらに、この研究は、実験結果を理解するために重要である、これらの時間遅延を測定して解釈することの重要性を強調しています。タンパク質結晶構造解析、医療画像処理、および X 線と物質の相互作用を伴うその他の重要な用途において、これらのデータは技術的手法を最適化し、画像品質を向上させるための重要な基盤となります。したがって、チームは、より複雑なシステムにおける電子の挙動および分子構造との関係に関する新しい情報を明らかにし、関連技術の開発のためのより強固なデータ基盤を築くために、さまざまな種類の分子の電子ダイナミクスの探索を継続する予定です。将来。