A bécsi műszaki egyetem (TU), a garchingi Max-Planck kvantumoptikai intézet és a bielefeldi egyetem kutatói megalkották a világ leggyorsabb stopperóráját. Ennek segítségével az atomi szinten végbemenő változásokat 100 attoszekundum pontossággal lehetséges mérni.
Az új eljárás első alkalommal teszi lehetővé az atomok elektronköpenyében végbemenő folyamatok megfigyelését. A mérési elv alapját az adja, hogy a látható fény elektromágneses mezeje másodpercenként kereken egybilliárd (1015) alkalommal vált irányt.
Vagyis a fény térereje zérusról a maximum értékig kevesebb mint egy femtoszekundum alatt szalad fel. A kutatók az új mérőműszert a rövid lézerimpulzusok hipergyors rezgéseinek precíz vezérlésével alkották meg.
Röntgenimpulzus indítja
"Azért kutatjuk ezt a területet, hogy a jövőben megérthessük a különböző anyagokban lejátszódó folyamatokat és működési elveket, majd ezeket az ismereteket új folyamatok és anyagok kifejlesztésére használhassuk" - idézte a Der Standard Krausz Ferenc, a garchingi kvantumoptikai kutatóintézet magyar származású vezetőjénak szavait.
Az atomi folyamatot és az attoszekundum pontosságú stopperórát ugyanaz a 250 attoszekundum időtartamú röntgenimpulzus indítja. Ezáltal az atomok elektronköpenyében végbemenő folyamatok mintegy 100 attoszekundum pontossággal válnak mérhetővé.
Sávváltás az elektronpályákon
Egy attoszekundum a másodperc milliárdod részének milliárdod része (10-18s). Az emelt energiaállapotba helyezett atomok elektronpályái között elképesztő sebességgel váltanak át az elektronok. Az energiaállapot változása 10-100 attoszekundum időtartamon belül megy végbe.
Ennek során azok atomok, amelyek eredetileg egy molekula részét képezték, kiválnak abból, vagy röntgensugárzást adnak le. Ezek a folyamatok alapvető jelentőséggel bírnak a kémiai reakciók ellenőrzése és az új anyagok szintetizálása során, sőt megnyithatják az utat egy kezelhető méretű röntgenlézer kifejlesztése előtt.
A kutatócsoport véleménye szerint az új eljárással elérhető közelségbe került az elektronok mozgásának megfigyelése. Első alkalommal van meg annak az esélye, hogy kísérleti válaszok születhessenek az atomok kollektív röntgensugárzását, vagy a kémiai kötések létrejöttét érintő kérdésekre.
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Követem!
