نبضات الأتوثانية تكشف أسرار التأخير الزمني

نبضات الأتو ثانيةكشف أسرار تأخير الوقت
كشف علماء في الولايات المتحدة، بمساعدة نبضات الأتو ثانية، عن معلومات جديدة حولالتأثير الكهروضوئي: الالانبعاث الكهروضوئييصل التأخير إلى 700 أتوثانية، وهو وقت أطول بكثير مما كان متوقعًا في السابق. يتحدى هذا البحث الأخير النماذج النظرية الموجودة ويساهم في فهم أعمق للتفاعلات بين الإلكترونات، مما يؤدي إلى تطوير تقنيات مثل أشباه الموصلات والخلايا الشمسية.
يشير التأثير الكهروضوئي إلى ظاهرة أنه عندما يسلط الضوء على جزيء أو ذرة على سطح معدني، يتفاعل الفوتون مع الجزيء أو الذرة ويطلق الإلكترونات. ولا يعد هذا التأثير أحد الأسس المهمة لميكانيكا الكم فحسب، بل له أيضًا تأثير عميق على الفيزياء الحديثة والكيمياء وعلوم المواد. ومع ذلك، في هذا المجال، كان ما يسمى بزمن تأخير الانبعاث الضوئي موضوعًا مثيرًا للجدل، وقد أوضحته نماذج نظرية مختلفة بدرجات مختلفة، ولكن لم يتم تشكيل إجماع موحد.
ومع التحسن الكبير الذي طرأ على مجال علم الأتو ثانية في السنوات الأخيرة، توفر هذه الأداة الناشئة طريقة غير مسبوقة لاستكشاف العالم المجهري. ومن خلال القياس الدقيق للأحداث التي تحدث في فترات زمنية قصيرة للغاية، يتمكن الباحثون من الحصول على مزيد من المعلومات حول السلوك الديناميكي للجسيمات. في الدراسة الأخيرة، استخدموا سلسلة من نبضات الأشعة السينية عالية الكثافة التي ينتجها مصدر الضوء المتماسك في مركز ستانفورد ليناك (SLAC)، والتي استمرت جزءًا من المليار من الثانية فقط (أتوثانية)، لتأيين الإلكترونات الأساسية و "طرد" من الجزيء المتحمس.
لمزيد من التحليل لمسارات هذه الإلكترونات المتحررة، استخدموا متحمسين بشكل فردينبضات الليزرلقياس أزمنة انبعاث الإلكترونات في اتجاهات مختلفة. وسمحت لهم هذه الطريقة بحساب الفروق الكبيرة بين العزوم المختلفة الناتجة عن التفاعل بين الإلكترونات بدقة، مما يؤكد أن التأخير قد يصل إلى 700 أتو ثانية. ومن الجدير بالذكر أن هذا الاكتشاف لا يؤكد صحة بعض الفرضيات السابقة فحسب، بل يثير أيضًا أسئلة جديدة، مما يجعل النظريات ذات الصلة بحاجة إلى إعادة فحص ومراجعة.
وبالإضافة إلى ذلك، تسلط الدراسة الضوء على أهمية قياس وتفسير هذه التأخيرات الزمنية، والتي تعتبر بالغة الأهمية لفهم النتائج التجريبية. في علم البلورات البروتينية، والتصوير الطبي، والتطبيقات المهمة الأخرى التي تنطوي على تفاعل الأشعة السينية مع المادة، ستكون هذه البيانات أساسًا مهمًا لتحسين الأساليب التقنية وتحسين جودة التصوير. ولذلك، يخطط الفريق لمواصلة استكشاف الديناميكيات الإلكترونية لأنواع مختلفة من الجزيئات من أجل الكشف عن معلومات جديدة حول السلوك الإلكتروني في الأنظمة الأكثر تعقيدًا وعلاقتها بالبنية الجزيئية، ووضع أساس بيانات أكثر صلابة لتطوير التقنيات ذات الصلة. في المستقبل.