Approche pionnière et très précise de la synchronisation des mouvements d’électrons à l’intérieur d’un atome

Precise Synchronization of X-ray and External Laser Pulses
Synchronisation précise des rayons X et des impulsions laser externes

Je dirais que le délai inhérent entre votre émission des deux sortes d’électrons prend un raccourci caractéristique dans le fichier de données analysé. En principe, la carrière de l’individu en fonction des points autour du raccourci peut être lue y compris les aiguilles d’un réveil pour révéler l’heure exacte de l’application dynamique. Crédit : Daniel Haynes/Jörg Harms

La technique créative offre une amélioration de l’accord dans les processus ultrarapides.

Un consortium international de scientifiques, initié par Reinhard Kienberger, instructeur de laser et ensuite de physique des rayons X par l’Université technique de Munich (TUM), a déjà pris des mesures importantes dans la large gamme femtoseconde à l’U. Ise. Centre de garde-boue linéaire de Stanford (SLAC).

Cependant, sur ces échelles de temps minuscules, les femmes ont du mal à synchroniser généralement l’impulsion de rayons X, cela déclenche une réaction avec l’échantillon d’une part un grand nombre d’impulsions laser qui malheureusement « observe » l’autre côté de la médaille. Ce problème est appelé gigue temporelle, et c’est un obstacle clé dans les efforts continus pour effectuer des expériences résolues dans le temps aux XFEL avec une durée de vie de plus en plus courte de la lampe pouvant atteindre 4000 heures.

Aujourd’hui, l’équipe de recherche internationale créée a développé une méthode pour contourner ce problème aux XFEL et a démontré son efficacité en mesurant simplement une tentative de désintégration fondamentale dans l’électricité au néon.

Bon moment pour éviter les dommages légers

Presque tous les systèmes biologiques – et certains vins non biologiques – se détériorent lorsqu’ils sont excités par un simple battement de rayons X d’un XFEL. La stratégie des causes de dommages est certainement le processus connu sous le nom de décroissance du forage. L’impulsion Ray x éjecte des photoélectrons de l’échantillon, provoquant leur remplacement causé par des électrons dans des couches supplémentaires. Au fur et à mesure que ces électrons extérieurs se détendent, ils libèrent de l’énergie, ce qui leur permet d’induire plus tard cette émission particulière de tout autre électron, connu sous le nom d’électron Auger.

Les dommages causés par les radiations sont simplement causés à la fois par les rayons X stressants et par l’émission constante d’électrons de Drill, qui peuvent très rapidement dégrader le avec le. La synchronisation de cette altération aiderait à éviter que des dommages dus aux rayonnements n’apparaissent dans les expériences étudiant la collaboration avec des molécules. De plus, la désintégration de Drill est un paramètre de solution dans l’étude d’états exotiques et extraordinairement excités concernant la matière, qui peuvent simplement être étudiés aux XFEL.

Le noyau de recherche offre une attitude pionnière et très précise

Pour guider la décroissance Auger, ces scientifiques ont utilisé une approche appelée traînée attoseconde auto-référencée, qui dépend de la cartographie des mauvaises particules dans des milliers de photos et de la déduction après émission centrée sur les tendances mondiales de vos données.

Pour ces premières applications d’une méthode individuelle, l’équipe a appliqué du gaz néon, où les temps de décroissance ont été déduits dans le passé. Après avoir exposé à la fois les photoélectrons et les mauvaises particules Auger à une impulsion laser externe, l’ensemble des chercheurs a déterminé cette source d’énergie cinétique finale dans chacune des 1000 mesures individuelles.

« De manière cruciale, dans chaque mesure individuelle, les électrons de Drill se connectent toujours à l’impulsion du dispositif de stries légèrement beaucoup plus tard que les photoélectrons déplacés initialement, car ils sont fournis plus tard », a noté le professeur Reinhard Kienberger, qui a aidé à cultiver le mannequin de l’expérience. . « Cette partie constante constitue le fondement de la technique. ” Avant de combiner autant d’observations privées, l’équipe combine construire une route détaillée de l’opération physique, et ainsi connaître le délai de moment caractéristique entre la photo- et la libération Auger.

La formule striée mène au succès

Le temps élevé requis avec une durée de vie de la lampe pouvant atteindre 4000 heures de visionnage est rendu possible par la méthode supposée des stries. « Cette technique est utilisée avec succès dans notre laboratoire. Dans un certain nombre d’articles préliminaires de notre propre groupe, nous avons naturellement des mesures résolues en temps concernant les lasers à électrons libres avec votre méthode de stries », explique Albert Schletter, doctorant à la TUM, co-auteur du magazine. “En utilisant cette méthode, j’ai pu mesurer le délai entre l’ionisation des rayons X et la libération Auger dans l’air au néon avec le plus de détails”, explique l’auteur Dan Haynes du Maximum Planck Institute de Hambourg pour cette formidable structure et agilité de la matière.

Les chercheurs espèrent très certainement que les stries auto-référencées auront le nouvel impact plus large en ce qui concerne la science ultrarapide. “Les stries auto-référencées peuvent déclencher une nouvelle classe créée par des expériences bénéficiant de la flexibilité et de l’intensité puissante des XFEL sans compromettre la résolution à temps”, ajoute le co-auteur Markus Wurzer, un doctorant du professeur Kienberger.

Pour en savoir plus sur l’utilisation de cette recherche, voir Horloge du mouvement lié aux électrons à l’intérieur d’un atome – Jusqu’à votre millionième de milliardième de seconde.

Référence : « Clocking Drill electrons » par MC Haynes, Ecologically. Wurzer, A. Schletter, A. Al-Haddad, F. Blaga, C. Bostedt, J. Bozek, Ils le feraient. Bromberger, M. Bucher, A. Camper, Ings. Carron, R. Java, JT Costello, LF DiMauro, Y. Ding, P. Ferguson, I. Grguraš, W. Helml, Michael. C. Hoffmann, L. Ilchen, S. Jalas, NM Kabachnik, AK Kazansky, R. Kienberger, This. R. Maier, Concernant. Maxwell, T. Clava, M. Meyer, Dois-je. Park, J. Velupe, C. Roedig, Ils le feraient. Schlarb, R. Singla, F. Tellkamp, ​​LA Walker, d’accord. Zhang, G. Doumy, C. Behrens très bien comme a. L. Cavalieri, 19 janvier 2021, Physique de la nature .
DOI : 10. 1038 / s41567-020-01111-0

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