Материал портала ядерных знаний BelNET
статья/документ по запросу ресурса "1298"
Новости SLAC - "Отслеживание движения электронов внутри атома" SLAC На сайте Национальной ускорительной лаборатории SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) опубликована интересная статья "Clocking the movement of electrons inside an atom" - "Отслеживание движения электронов внутри атома".
Ученые получили значительно лучшее разрешение в рентгеновских лазерах на свободных электронах с помощью новой техники. Интенсивные ультракороткие рентгеновские импульсы от жесткого рентгеновского лазера на свободных электронах (XFEL) могут захватывать изображения биологических структур вплоть до атомного масштаба и проливать свет на самые быстрые процессы в природе с выдержкой всего в одну фемтосекунду. Однако в этих крохотных временных масштабах чрезвычайно сложно синхронизировать рентгеновский импульс, который вызывает реакцию в образце, с последующим импульсом, который наблюдает за реакцией. Эта проблема, называемая временным джиттером, является основным препятствием при проведении этих экспериментов XFEL с постоянно улучшающимся разрешением. Теперь международная группа, в которую входят исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики, Института структуры и динамики материи им. Макса Планка, Немецкой электронной синхротронной лаборатории (DESY) и Института Пауля Шеррера, нашла способ обойти эту проблему путем измерения фундаментального процесса распада в неоновом газе с помощью источника когерентного света (LCLS) линейного ускорителя SLAC. Работа была опубликована в журнале Nature Physics в январе. Многие биологические системы и некоторые небиологические страдают от повреждений, когда они возбуждаются рентгеновским импульсом от XFEL. Одной из причин повреждения является процесс, известный как Оже-распад: импульс рентгеновского излучения выбрасывает некоторые из наиболее прочно связанных электронов, называемых фотоэлектронами, из атомов в образце и на их место попадают более слабосвязанные электроны. Этот процесс «релаксации» высвобождает энергию и может вызвать испускание еще одного электрона, известного как электрон Оже. Излучение интенсивного рентгеновского излучения и продолжающееся излучение Оже-электронов может быстро повредить образец. Чтобы смягчить этот ущерб, измерения должны быть получены до того, как начнется распад, поэтому точное знание временных масштабов распада очень важно. Однако из-за временного дрожания, как правило, невозможно разрешить такие быстрые процессы затухания в XFEL. Чтобы обойти проблему джиттера, исследовательская группа придумала высокоточный способ построения диаграмм Оже-распада и продемонстрировала свой метод на образцах неонового газа. Новый метод основан на известных методах полосовой спектроскопии, при которой испускаемые электроны ускоряются или замедляются электрическим полем "полосового" лазерного импульса. В этом методе импульс XFEL запускает процессы, а полосовой импульс действует как зонд для их наблюдения. Обычно джиттер по времени ограничивает разрешение этого метода на XFEL. После воздействия на фотоэлектроны и Оже-электроны внешнего полосового лазерного импульса исследователи определили их конечную кинетическую энергию в каждом из десятков тысяч отдельных измерений. Поскольку Оже-электроны излучаются позже фотоэлектронов, они также взаимодействуют с полосовым лазерным импульсом немного позже, и это постоянное различие позволило исследователям отличить два типа электронов друг от друга. Исследователи надеются, что этот метод окажет более широкое влияние в области сверхбыстрой науки. Кроме того, оже-распад является ключевым фактором при изучении экзотических сильно возбужденных состояний вещества, которые можно исследовать только с помощью XFEL. Подробности см. здесь. Загрузить:
|
Вход, регистрация
