อายุการสลายตัวที่เกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยอิเล็กตรอนของสว่านจากอะตอมได้รับการวัดด้วยความแม่นยำระดับย่อยเฟมโตวินาทีโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าเส้นริ้วแอตโทวินาทีที่อ้างอิงตัวเอง จากสถาบัน สำหรับโครงสร้างและไดนามิกของสสารในฮัมบูร์กและทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติเป็นคนแรกที่ทำการวัดดังกล่าวโดยใช้เลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระ X-ray (XFEL) พวกเขาพบว่าอายุการใช้งานการสลายตัว
ของสว่าน
นั้นยาวนานกว่าที่คาดการณ์ไว้โดยการประมาณแบบกึ่งคลาสสิกอย่างมาก แต่สอดคล้องกับการคำนวณควอนตัมทั้งหมด ทีมงานกล่าวว่าเทคนิคใหม่ของพวกเขาจะถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาการพัวพันกันทางควอนตัมของอิเล็กตรอนในโมเลกุลในไม่ช้า นับตั้งแต่มีการประดิษฐ์ขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 2000
เส้นริ้ว ได้ส่องสว่างไดนามิกของอะตอมและโมเลกุลในช่วงเวลาที่สั้นอย่างเหลือเชื่อ ในสเปกโทรสโกปีแบบเส้นริ้ว แบบเดิม เลเซอร์พัลส์เริ่มต้นจะกระตุ้นการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมหรือโมเลกุลก่อนที่สนามไฟฟ้าสั่นของพัลส์เลเซอร์ความยาวคลื่นที่ยาวกว่าวินาทีจะปรับพลังงานของอิเล็กตรอน
ที่ปล่อยออกมา อิเล็กตรอนบางตัวจะได้รับพลังงานเพิ่มขึ้นจากการมอดูเลต ในขณะที่บางตัวจะสูญเสียพลังงาน เส้นริ้วนี้ถูกวัดและสามารถใช้เพื่อหาคุณสมบัติของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมา สมาชิกในทีมจากสถาบัน ในสวิตเซอร์แลนด์ กล่าวว่า ความเสถียรทางโลกของพัลส์มีความสำคัญอย่างยิ่ง:
“หนึ่งในตัวช่วยสำคัญสำหรับสเปกโทรสโกปี ในห้องปฏิบัติการคือความเสถียรของเฟสของสนาม … ดังนั้นคุณสามารถเปลี่ยนอย่างระมัดระวังหน่วงเวลาระหว่างสนามเลเซอร์กับเหตุการณ์ไอออไนเซชันของคุณ และใช้ทางลาดของสนามเลเซอร์เพื่อรับข้อมูลที่คุณต้องการ”
กระวนกระวายใจเวลาเป็นแหล่งกำเนิดรังสีขนาดใหญ่ที่อาศัยการเร่งความเร็วซึ่งส่งพัลส์รังสีพลังงานสูงคล้ายเลเซอร์ อย่างไรก็ตาม พวกเขาประสบปัญหาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่เรียกว่าการกระตุกของจังหวะเวลา ซึ่งเป็นความไม่สอดคล้องกันในช่องว่างระหว่างพัลส์ที่ต่อเนื่องกัน “มีองค์ประกอบ
ทางกายภาพ
ที่พัลส์ ผลิตขึ้นโดยการปล่อยรังสีที่เกิดขึ้นเองซึ่งขยายได้เอง ซึ่งเป็นการสุ่มเล็กน้อย ดังนั้นคุณจึงไม่สามารถคาดเดาได้อย่างแม่นยำ 100% และความแม่นยำที่ไม่สิ้นสุดเมื่อพัลส์จะถูกสร้างขึ้น เฮย์เนสอธิบาย สิ่งนี้ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการส่งพัลส์ไอออไนเซชันสำหรับการสตรีคแบบ attosecond
และทำให้นักวิจัยไม่สามารถศึกษากระบวนการปรมาณูพลังงานสูงที่สำคัญหลายอย่าง เช่น การสลายตัวของสว่านด้วยความละเอียดต่ำกว่าเฟมโตวินาที อิเล็กตรอนที่ถูกขับออกมากระบวนการ เริ่มต้นขึ้นเมื่อรังสีพลังงานสูง เช่น รังสีเอกซ์ ขับอิเล็กตรอน (เรียกว่า โฟโตอิเล็กตรอน) ออกจากวงโคจรภายในอะตอม
สิ่งนี้สร้างรูแกนกลางซึ่งเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนจากวงโคจรรอบนอกในทันที สิ่งนี้ทำให้อะตอมมีพลังงานพิเศษซึ่งถูกกำจัดออกโดยการปล่อยอิเล็กตรอนตัวที่สอง (สว่าน) การศึกษาผลกระทบที่พบได้บ่อยนี้เป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจกระบวนการที่สำคัญมากมายในฟิสิกส์อะตอม
การกำหนดลักษณะเฉพาะของกระบวนการสว่านในช่วงเวลาที่เหมาะสมนั้นต้องการพัลส์รังสีเอกซ์ที่สั้นและรุนแรง ซึ่งเกินกว่าความสามารถของเลเซอร์รังสีเอกซ์ขนาดเล็ก สามารถส่งพัลส์เฟมโตวินาทีที่เหมาะสมได้ แต่การกระวนกระวายใจของจังหวะเวลานั้นยาวนานกว่าไทม์สเกลของการสลายตัว
ของสว่านประมาณ 100 เท่าในงานใหม่นี้ ทีมงานพบวิธีที่ชาญฉลาดในการแก้ปัญหานี้ พวกเขาไม่สามารถควบคุมจังหวะของพัลส์รังสีเอกซ์ได้ พวกเขาให้เหตุผล ดังนั้นพวกเขาจึงไม่สามารถควบคุมเฟสของสนามสตรีคในเวลาที่โฟโตอิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมา อย่างไรก็ตาม พวกเขาทราบดีว่าระยะนี้
จะวิวัฒนาการในช่วงเวลาระหว่างการปล่อยโฟโตอิเล็กตรอนและการปล่อยอิเล็กตรอนของสว่าน สนามสตรีคจะประทับเฟสที่แตกต่างกันบนอิเล็กตรอนสองตัว และสิ่งนี้จะสะท้อนให้เห็นในพลังงานสัมพัทธ์ของพวกมัน รูปแบบวงรีที่ชัดเจนนักวิจัยทำการตรวจวัด 80,000 ครั้ง ในแคลิฟอร์เนีย
พวกเขา
วางแผนพลังงานโฟโตไอออไนเซชันที่ตรวจพบกับพลังงานอิเล็กตรอนของสว่าน สิ่งนี้แสดงให้เห็นรูปแบบวงรีที่ชัดเจน ซึ่งนักวิจัยใช้เพื่อสร้างการหน่วงเวลาของเฟสขึ้นใหม่ และจากการหน่วงเวลาระหว่างอิเล็กตรอนทั้งสอง ผลลัพธ์ของพวกเขาแสดงให้เห็นอายุการสลายตัวของสว่านที่ 2.2 fs ซึ่งนานกว่า
ในแคนาดารู้สึกประทับใจกับงานวิจัยนี้: ” มีเวลากระตุกที่แย่มาก ทำให้ไม่สามารถวัดเวลาที่แม่นยำได้ ผลงานของ Haynes [และเพื่อนร่วมงาน] ได้แก้ปัญหานี้แล้ว” เขากล่าว “เทคนิคการอ้างอิงตัวเองนี้ช่วยขยายช่วงของการทดลองที่สามารถทำได้ในโรงงาน อย่างมาก จำเป็นต้องมีอิเล็กตรอนสองตัว
ที่ปล่อยออกมาเพื่อให้สามารถวัดเวลาสัมพัทธ์ของพวกมันได้ แต่เปิดโอกาสใหม่สำหรับการทดลองที่ได้รับประโยชน์จากความเข้มแสงมหาศาลที่คาดการณ์ไว้โดยการประมาณแบบคลาสสิก ซึ่งถือว่ากระบวนการปล่อยก๊าซทั้งสองแยกจากกัน แต่การวัดนั้นสอดคล้องกับแบบจำลองควอนตัม
แห่งมหาวิทยาลัยเกอเธ่ในแฟรงก์เฟิร์ตเห็นพ้องต้องกันว่า: “นี่เป็นผลงานที่ยอดเยี่ยม ซึ่งผลักดันขีดจำกัดของการแก้ปัญหาด้านเวลาให้เป็นไปได้ด้วย นอกจากนี้ยังเป็นการปูทางไปสู่มุมมองการแก้ไขเวลาของการพัวพันของอิเล็กตรอนในโมเลกุลสำหรับอนาคต”ของการสลายตัวของอิเล็กตรอนที่สัมพันธ์กัน
แต่โกลเวอร์ตระหนักว่าเธอไม่รู้จะพูดกับใคร และตั้งแต่นั้นมาได้สร้างเครือข่ายบุคคลจากหลายรัฐสมาชิก ซึ่งปัจจุบันอายุ 14 ปี ซึ่งประกอบด้วยหัวหน้าสถาบันการศึกษา สมาชิกสภาที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ และพนักงานของรัฐ นอกเหนือจากหัวหน้า นักวิทยาศาสตร์ของสหราชอาณาจักรและไอร์แลนด์
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
