پالس های آتوثانیه اسرار تاخیر زمانی را آشکار می کنند

پالس های آتوثانیهراز تاخیر زمانی را فاش کنید
دانشمندان در ایالات متحده با کمک پالس های آتوثانیه اطلاعات جدیدی در مورداثر فوتوالکتریک:انتشار فوتوالکتریکتاخیر تا 700 آتوثانیه است، بسیار بیشتر از آنچه قبلاً انتظار می رفت. این جدیدترین تحقیق مدل‌های نظری موجود را به چالش می‌کشد و به درک عمیق‌تر برهم‌کنش‌های بین الکترون‌ها کمک می‌کند و منجر به توسعه فناوری‌هایی مانند نیمه‌رساناها و سلول‌های خورشیدی می‌شود.
اثر فوتوالکتریک به پدیده ای اطلاق می شود که وقتی نور به یک مولکول یا اتم روی سطح فلز می تابد، فوتون با مولکول یا اتم تعامل می کند و الکترون آزاد می کند. این اثر نه تنها یکی از پایه های مهم مکانیک کوانتومی است، بلکه تأثیر عمیقی بر فیزیک، شیمی و علم مواد مدرن دارد. با این حال، در این زمینه، به اصطلاح زمان تأخیر انتشار نور، موضوعی بحث‌برانگیز بوده است و مدل‌های نظری مختلف آن را به درجات مختلف توضیح داده‌اند، اما اجماع واحدی شکل نگرفته است.
از آنجایی که زمینه علم آتوثانیه در سال‌های اخیر به طور چشمگیری بهبود یافته است، این ابزار نوظهور راهی بی‌سابقه برای کاوش در دنیای میکروسکوپی ارائه می‌دهد. با اندازه‌گیری دقیق رویدادهایی که در مقیاس‌های زمانی بسیار کوتاه رخ می‌دهند، محققان می‌توانند اطلاعات بیشتری در مورد رفتار دینامیکی ذرات به دست آورند. در آخرین مطالعه، آنها از مجموعه ای از پالس های پرتو ایکس با شدت بالا تولید شده توسط منبع نور منسجم در مرکز Linac استانفورد (SLAC) استفاده کردند که تنها یک میلیاردم ثانیه (اتو ثانیه) طول کشید تا الکترون های هسته را یونیزه کنند و "لگد کردن" از مولکول برانگیخته.
برای تجزیه و تحلیل بیشتر مسیر این الکترون های آزاد شده، آنها به صورت جداگانه از برانگیخته استفاده کردندپالس های لیزربرای اندازه گیری زمان انتشار الکترون ها در جهات مختلف. این روش به آن‌ها اجازه داد تا تفاوت‌های قابل‌توجه بین ممان‌های مختلف ناشی از برهمکنش بین الکترون‌ها را با دقت محاسبه کنند و تأیید کند که تأخیر می‌تواند به ۷۰۰ آتوثانیه برسد. شایان ذکر است که این کشف نه تنها برخی فرضیه‌های قبلی را تأیید می‌کند، بلکه سؤالات جدیدی را نیز مطرح می‌کند و باعث می‌شود نظریه‌های مرتبط نیاز به بررسی و بازنگری مجدد داشته باشند.
علاوه بر این، این مطالعه اهمیت اندازه‌گیری و تفسیر این تاخیرهای زمانی را که برای درک نتایج تجربی حیاتی هستند، برجسته می‌کند. در کریستالوگرافی پروتئین، تصویربرداری پزشکی و سایر کاربردهای مهم که شامل برهمکنش اشعه ایکس با ماده است، این داده ها مبنای مهمی برای بهینه سازی روش های فنی و بهبود کیفیت تصویربرداری خواهند بود. بنابراین، تیم قصد دارد به بررسی دینامیک الکترونیکی انواع مختلف مولکول‌ها ادامه دهد تا اطلاعات جدیدی در مورد رفتار الکترونیکی در سیستم‌های پیچیده‌تر و ارتباط آن‌ها با ساختار مولکولی آشکار کند و پایه‌های داده محکم‌تری برای توسعه فناوری‌های مرتبط ایجاد کند. در آینده