Как измерить процессы, длящиеся секстиллионные доли секунды?

Соответствующий способ уже предложен, но его реализации на практике до тех пор пока мешает отсутствие подходящего лазера, не смотря на то, что работа над последним, что именуется, кипит.

Ультрабыстрые импульсы излучения — база способа двухимпульсной фемтосекундной спектроскопии, в которой первый — маленький, но относительно замечательный — накачивающий лазерный импульс даёт молекуле либо атому достаточную энергию для начала химической реакции, а второй — зондирующий — сталкивается с уже начавшими, но ещё не успевшими закончить реакцию частицами и тем самым разрешает практически отследить химическую реакцию на лету.

Рис. 1. Используемый сейчас вариант таковой спектроскопии (вверху) может применять только ту часть электронов, которая выбрала первый путь (верхняя петля). Новый подход разрешает задействовать кроме этого электроны, не сходу сталкивающиеся с ядрами атомов (сняя петля внизу).(Иллюстрация Carlos Hernandez-Garcia et al).

Но у этого способа имеется ограничения. Чем стремительнее протекает химическая реакция, тем меньше должны быть пауза и импульсы между ними. В то время, когда импульс имеет длину в пара сот аттосекунд, в облучаемом им облачке атомов электрические поля сходу всех частиц практически в один момент испытывают сходные колебания. Наряду с этим часть электронов, имеющих отрицательный заряд, на пара нанометров удаляется от ядер собственных атомов.

При обращении фазы лазерного излучения электрическое поле в облучаемом облачке меняет направление на противоположное, а электроны, наоборот, начинают сближаться с ядрами «родительских» атомов. Часть электронов сталкивается с ядрами и преобразует собственную кинетическую энергию в неожиданную вспышку широкополосного рентгеновского излучения.

Но многие электроны с ядром не сталкиваются, избегая участия в ходе, что заканчивается вспышкой излучения.

Карлос Эрнандес-Гарсия (Carlos Hernandez-Garcia) вместе с сотрудниками по Саламанкскому университету (Испания) попытался применить такие «ненужные электроны». Причём теоретически учёные кроме того знают метод, как эти электроны смогут быть использованы для генерации зептосекундных импульсов излучения — намного более маленьких, чем нынешние импульсы, регистрируемые двухимпульсной фемтосекундной спектроскопией.

Главная мысль содержится в том, что при вторичном обращении направления электрического поля в облучаемом облачке атомов электроны, в первоначальный раз «промахнувшиеся» мимо ядер собственных атомов, всё ещё смогут столкнуться с ними. Наряду с этим электроны, попавшие в цель со второй попытки, будут порождать рентгеновское излучение легко второй длины волны, что разрешит наблюдателю отделить одни электроны от вторых.

Ещё более принципиально важно то, что электроны второй волны попаданий будут сталкиваться с ядрами стремительнее. Следовательно, любой аттосекундный импульс породит целую цепочку рентгеновских микровспышек, любая из которых продлится всего пара сотен зептосекунд.

Не смотря на то, что в работе было продемонстрировано, как генерировать импульсы, отделяющиеся друг от друга как минимум 800 зептосекундами, на практике, полагают исследователи, достижимы и куда меньшие промежутки, причём нижний предел временного разрешения таковой техники для них самих до тех пор пока остаётся неясным.

Одним из ограничений, не разрешившим до тех пор пока реализовать данный подход экспериментально, именуются существующие короткоимпульсные лазеры — инфракрасные, но со через чур малой длиной волны. Для инициации в обстреливаемых атомах более маленьких процессов протяженность волны должна быть увеличена, для чего авторы запланировали создание ИК-лазера с требуемыми параметрами.

Отчёт об изучении размещён в издании Physical Review Letters.

Случайные записи:

• Создан сверхточный лазерный вибрационный датчик
• Российские учёные исследуют пористый кремний

Одна сотая секунды (One Hundredth of a Second)

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• На движение молекулы могут влиять квантовые процессы

  Не смотря на то, что до тех пор пока такое влияние установлено лишь для одной молекулы, открывшие его учёные считают, что эффект характерен и для многих…

• Химики придумали новую химическую реакцию для фармацевтики

  Химики создали новую химическую реакцию для синтеза веществ, обширно использующихся в сельском хозяйстве и фармацевтической промышленности. Новая…

• Ученым впервые удалось измерить изменения энергии атомов во время химической реакции

  В первый раз в истории современной науки ученым удалось сделать то, что ранее считалось неосуществимым – измерить энергию атомов молекулы на протяжении…

• Изобретен процесс переработки биомассы в авиационное топливо

  РИА Новости. Андрей Архипов Ученые создали химический процесс, благодаря которому бросовая растительная биомасса возможно переработана в разные виды…