Создан рекордный импульс света для наблюдения движения электронов
freepik.com
В экспериментальных лабораториях Института фотонных наук (ICFO) в Испании физикам удалось сделать то, что ещё недавно считалось почти предельной задачей: сжать вспышку мягкого рентгеновского излучения до длительности 19,2 аттосекунды. Такой импульс действует как сверхбыстрый затвор — он позволяет рассмотреть процессы, которые происходят быстрее, чем один колебательный цикл света видимого диапазона.
Электроны меняют своё состояние за десятки и сотни аттосекунд. От этих микроскопических перестроек зависят ключевые свойства вещества: химическая активность, эффективность солнечных элементов, поведение сверхпроводников, устойчивость квантовых битов. До сих пор исследователям приходилось судить о динамике электронов в основном по косвенным наблюдениям — по спектрам излучения, конечным продуктам реакции, изменениям структуры кристалла. Новый рекордный импульс, описанный в журнале Ultrafast Science, даёт возможность шагнуть от реконструкций к прямым «снимкам» и даже «таймлапсам» электронных процессов.
Работа стала логическим продолжением экспериментов группы профессора Йенса Биргерта. В 2015 году его команда первой продемонстрировала аттосекундные импульсы в мягком рентгеновском диапазоне. Однако тогда измерить их точную длительность было практически невозможно. Сейчас, опираясь на усовершенствованные методики аттосекундной метрологии, учёные смогли не только улучшить параметры источника света, но и убедительно показать: длительность вспышки действительно не превышает 19,2 аттосекунды.
По словам первого автора статьи, доктора Фернандо Ардана‑Ламаса, это «самый короткий подтверждённый импульс света в мире». Профессор Биргерт подчёркивает, что такой инструмент открывает дорогу к новым поколениям материалов и квантовых технологий, где свойства вещества будут проектировать, исходя из наблюдаемой вживую динамики электронов. Фактически речь идёт о переходе от статичной «фотографии» материи к её настоящему кинематографу на фундаментальном уровне, сообщает rutab.net.
