تصویربرداری از دینامیک الکترون در اتم ها امکان پذیر شد
به گزارش سینا پرس فارس، یک تیم بین‌المللی به سرپرستی محققان خوشه تعالی در دانشگاه لایب نیتس هانوفر با موفقیت سریع‌ترین و کوچکترین جزئیات دینامیک الکترون‌ها را در اتم‌هایی که از نور با طول‌موج استفاده می‌کنند، تصویربرداری کرده‌اند که تاکنون برای این کار بسیار طولانی در نظر گرفته می‌شد.
دکتر ایهار بابوشکین، فیزیکدان نظری و عضو خوشه تعالی در LUH توضیح داد: این کشف امکان دسترسی جدید و بسیار آسان‌تر به کوچکترین مقیاس‌های زمانی و مکانی در جهان اتمی را فراهم می‌کند، دینامیک الکترون این نمودار یونیزاسیون یک مولکول را در یک میدان لیزری به شدت بیضوی قطبی و تابش حاصل را نشان می دهد. اندازه گیری و تصویربرداری از جزئیات دینامیک الکترون در اتم ها اندازه اتم ها با واحد «Ångström» اندازه گیری می شود.
یک آنگستروم مربوط به ده میلیونمین قسمت میلی متر (10-10 متر) است
اگر اکنون اتم ها با کمک نور اندازه گیری می شوند، طول موج نور به عنوان واحد اندازه گیری عمل می کند. در نتیجه، طول موج در محدوده آنگستروم باید مناسب ترین برای این کار باشد. اینها پرتوهای ایکس خواهند بود و از یک ناظر انتظار نمی رود که وقتی اتم را در نور مرئی با طول موج 3000 برابر بیشتر می بیند، چیز زیادی یا چیزی ببیند. این قوانین نسبت نه تنها برای مشاهده فضا، بلکه در مورد زمان نیز اعمال می شود: به عنوان مثال، در فیزیک اتمی، یکی از سریع ترین فرآیندها تونل زدن یک الکترون از یک اتم زمانی است که الکترون در یک میدان الکتریکی بسیار قوی قرار می گیرد.
یونیزاسیون در مقیاس های زمانی آتوثانیه (10-18 ثانیه) صورت می گیرد، در حالی که دوره یک نوسان نور مرئی حدود یک فمتوثانیه (10-15 ثانیه) است. برای مطالعه فرآیندهایی مانند این، محققان از طول موج های نور بسیار کوتاه تر یا الکترون هایی که از اتم ها فرار می کنند استفاده می کنند. هر دو نوع اندازه گیری دارای معایب قابل توجهی هستند، تولید و رسیدگی به آنها دشوار است. اما ما یک راه حل پیدا کردیم. تحقیقات او توسط DFG (بنیاد تحقیقات آلمانی) اولویت برنامه 1840 (QUTIF)، که توسط LUH آغاز شده و هماهنگ شده است، تامین شد.
مقیاس های اتمی گروهی متشکل از 21 دانشمند به سرپرستی اعضای Cluster of Excellence PhoenixD اکنون راهی جدید برای دسترسی به کوچکترین مقیاس های اتمی کشف کرده اند. آنها با تحقیقات خود نشان دادند که نشانه های واضح دینامیک الکترون در نور مرئی حفظ می شود. هم در مقیاس زمان و هم در مقیاس مکان. علاوه بر این، می توان از طول موج های بسیار طولانی تر تا محدوده میلی متر (تراهرتز) استفاده کرد. این بدان معنی است که می توان دینامیک را در سطح اتمی به اندازه دنیای ماکروسکوپی شناخته شده افزایش داد. علاوه بر این، در جریان یونیزاسیون در میدان‌های قوی، الکترون اتم را ترک می‌کند و شتاب می‌گیرد، و مانند هر ذره باردار شتاب‌دار، الکترون نور ساطع می‌کند. از آنجایی که فرآیند یونیزاسیون از نظر زمانی بسیار کوتاه است، طیف این تابش بسیار گسترده است و شامل اجزایی در محدوده فرابنفش، مرئی و تراهرتز است.
نکته کلیدی این است که به قطبش این نور ساطع شده نگاه کنید، aspolarisation به کوچکترین جزئیات دینامیک الکترون بسیار حساس است. بابوشکین گفت: اندازه گیری قطبش نور امکان بازسازی بسیاری از جنبه های دینامیک الکترون را با دقت عالی فراهم می کند. روش جدید تصویربرداری این نوع جدید تصویربرداری چشم‌اندازهای گسترده‌ای را باز می‌کند: تنظیم‌های آزمایشی را نوید می‌دهد که ده‌ها یا حتی صدها برابر ارزان‌تر از روش‌های قبلی هستند، و بنابراین برای بسیاری از محققان در سراسر جهان مقرون به صرفه است. آیهان دمیرجان، فیزیکدان نظری و عضو Cluster of Excellence PhoenixD می گوید: علاوه بر این، این به ما امکان می دهد دینامیک الکترون ها را در شرایطی مشاهده کنیم که نه نور در طول موج های کوتاه و نه الکترون ها برای تشخیص در دسترس هستند، به عنوان مثال، در بخش عمده جامدات. . در نهایت، اندازه‌گیری‌های قطبش نوری می‌تواند بسیار دقیق باشد و به دانشمندان این امکان را می‌دهد که دینامیک الکترون را دقیق‌تر از همیشه اندازه‌گیری کنند. بابوشکین نتیجه گرفت: در آینده، این یافته‌ها به درک ما از تعامل نور ماده در لبه تفکیک ممکن هم در زمان و هم در مکان کمک خواهد کرد.
مترجم: محمدرضا قشقایی زاده
منبع: www.innovationnewsnetwork.com
