Ученые научились контролировать сверхбыстрое движение электронов при помощи лазерных импульсов

Ученые научились контролировать сверхбыстрое движение электронов при помощи лазерных импульсов

Новости науки и техники Комментариев к записи Ученые научились контролировать сверхбыстрое движение электронов при помощи лазерных импульсов нет

Международная группа ученых разработала технологию управления сверхбыстрым движением электронов при помощи импульсов света, вырабатываемых лазером на свободных электронах Free Electron Laser FERMI. Данное достижение открывает путь к изучению сложных и быстрых явлений аттосекундного масштаба времени, которые являются основой всех естественных процессов в природе, включая фотосинтез, катализ и биохимические процессы.

Controlling ultrafast electrons in motion

An international team has used the light produced by the Free Electron Laser FERMI at the research Centre Elettra Sincrotrone Trieste in the AREA Science Park to control the ultrafast movement of electrons. The experiment, published in the journal Nature Photonics, opens the way to the study of more complex processes which occur in nature on the scale of attoseconds (billionths of a billionth of a second), such as photosynthesis, combustion, catalysis and atmospheric chemistry. Chemical, physical and biological processes are intrinsically dynamic, because they depend not only on the atomic and electronic structure of matter, but also on how they evolve in time. Ahmed Zewail won the Nobel prize (1999) for «femtochemistry»: the observation and control of dynamic chemical processes using ultrafast laser pulses, of a few millionths of a billionth of a second (femtoseconds). This is the scale of time on which atoms make or break bonds in chemical or biological processes, such as photosynthesis or combustion.

http://esciencenews.com/articles/2016/02/23/controlling.ultrafast.electrons.motion

Следует отметить, что химические, физические и биологические процессы в природе являются весьма динамичными, большинство из них зависит не только от атомарной и электронной структуры задействованных в них веществ, но и на скорости взаимодействия различных компонентов. Для изучения этого аспекта было введено понятие «фемтохимия», за которое ученый Ахмед Зевейл (Ahmed Zewail) удостоился Нобелевской премии в 1999 году. Фемтохимия является процессом изучения и контроля динамических химических реакций при помощи сверхкоротких фемтосекундных импульсов лазерного света. Это масштаб времени, которое требуется для образования химических связей во время реакций, таких, как горение.

Однако естественные процессы являются еще более быстрыми. Процессы, затрагивающие атомы молекул, происходят в течение фемтосекунд, но процессы, в которых принимают участие электроны, происходят гораздо быстрее, ведь они двигаются в тысячи раз быстрее, нежели атомы. Типовое время, за которое электроны могут быть задействованы в том или ином процессе, составляет сотни или десятки аттосекунд (одна миллиардная одной миллиардной доли секунды).

Группа, в состав которой входили ученые из Италии, Японии, России (Московского государственного университета имени Ломоносова) и Германии, использовали импульсы, состоящие из света с двумя различными длинами волн. Изменением параметров импульса и соотношения в нем фотонов с различной длиной волны, ученые добились надежного управления направлением и интенсивностью излучения потока электронов, выбиваемых светом из атомов. При этом, временное разрешение такой технологии управления составило всего 3 аттосекунды, что дает ученым в руки возможности исследований и контроля чрезвычайно быстрых процессов.

«Данное достижение дает ученым всего мира возможность изучения и управления ультрабыстрыми процессами, к которых задействовано движение электронов в аттосекундных временных рамках» — рассказывает Кииоши Уеда (Kiyoshi Ueda), руководитель группы университета Тохоку (Tohoku University), Япония, — «Теперь мы можем контролировать сложные процессы, к примеру фотокаталитические и другие, в которых главную роль играет перенос электрических зарядов. А все это, в свою очередь, может послужить основой для создания множества новых технологий, которые будут служить во благо всего человечества».

Источник: http://www.dailytechinfo.org/news/7890-uchenye-nauchilis-kontrolirovat-sverhbystroe-dvizhenie-elektronov-pri-pomoschi-lazernyh-impulsov.html

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top