18:02 2022-05-20
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Amestecarea fasciculelor laser cu raze X
_ Mixing fascicule laser și fascicule de raze X
Spre deosebire de săbiile laser fictive, fasciculele laser reale nu interacționează între ele atunci când se încrucișează – cu excepția cazului în care fasciculele se întâlnesc într-un material adecvat, permițând interacțiunea neliniară lumină-materie. Într-un astfel de caz, amestecarea undelor poate da naștere la fascicule cu culori și direcții modificate.
Procesele de amestecare a undelor între diferite fascicule de lumină reprezintă o piatră de temelie a domeniului opticii neliniare, care a devenit ferm stabilită de la laserele. au devenit disponibile pe scară largă. Într-un material adecvat, cum ar fi anumite cristale, două fascicule laser pot „simți prezența celuilalt”. În acest proces, energia și impulsul pot fi schimbate, dând naștere la raze laser suplimentare care ies din zona de interacțiune în direcții diferite și cu frecvențe diferite, văzute în intervalul spectral vizibil ca culori diferite. Aceste efecte sunt utilizate în mod obișnuit pentru proiectarea și realizarea de noi surse de lumină laser.
Analiza fasciculelor de lumină emergente în fenomenele de amestecare a undelor oferă perspective asupra naturii materialului în care are loc procesul de amestecare a undelor. O astfel de spectroscopie bazată pe amestecarea undelor le permite cercetătorilor să înțeleagă complexitățile structurii electronice a unui specimen și modul în care lumina poate excita și interacționa cu materialul. Până acum, totuși, aceste abordări au fost cu greu utilizate în afara intervalului spectral vizibil sau infraroșu.
O echipă de cercetători de la Institutul Max Born (MBI), Berlin și DESY, Hamburg, a observat un nou un astfel de proces de amestecare a undelor care implică raze X moi. Suprapunând impulsuri ultrascurte de raze X moi și radiații infraroșii într-un singur cristal de fluorură de litiu (LiF), ei au văzut cum energia de la doi fotoni infraroșii a fost transferată către sau de la fotonul cu raze X, schimbând „culoarea” razelor X în un așa-numit proces neliniar de ordinul al treilea.
Nu numai că au observat acest proces special cu raze X pentru prima dată, dar au reușit să-și cartografiaze eficiența atunci când au schimbat culoarea raze X primite. Se pare că semnalele de amestecare sunt detectabile doar atunci când procesul implică un electron din învelișul interior de la un atom de litiu care este promovat într-o stare în care acest electron este strâns legat de locul liber pe care l-a lăsat în urmă - o stare cunoscută sub numele de exciton. Mai mult, compararea cu teoria arată că o tranziție altfel „interzisă optic” a unui electron din învelișul interior contribuie la procesul de amestecare a undelor.
Prin analiza acestui proces rezonant de amestecare cu patru unde, cercetătorii au obținut o evaluare detaliată. imaginea unde se deplasează electronul excitat optic în timpul de viață foarte scurt. „Doar dacă electronul excitat este localizat în imediata apropiere a găurii pe care a lăsat-o în urmă, observăm semnalul de amestecare cu patru unde”, spune Robin Engel, Ph.D. student implicat în lucrare, „și pentru că am folosit o anumită culoare a razelor X, știm că această gaură este foarte aproape de nucleul atomic al atomului de litiu.”
Datorită capacității de Raze X pentru a excita electronii învelișului interior în mod selectiv la diferitele specii atomice dintr-un material, abordarea demonstrată permite cercetătorilor să urmărească electronii care se mișcă în molecule sau solide după ce au fost stimulați de un impuls laser ultrarapid. Aceste procese – electronii care se deplasează către diferiți atomi după ce au fost excitați de lumină – sunt pași cruciali în reacțiile fotochimice sau în aplicații precum recoltarea luminii, de exemplu, prin fotovoltaică sau generarea directă de combustibil solar.
„Așa cum valul nostru- abordarea spectroscopiei de amestecare poate fi scalată la energii mult mai mari ale fotonului la laserele cu raze X, mulți atomi diferiți din tabelul periodic pot fi excitați selectiv. În acest fel, ne așteptăm că va fi posibilă urmărirea prezenței tranzitorii a electronilor la mulți atomi diferiți. a unui material mai complex, oferind o nouă perspectivă asupra acestor procese importante”, explică Daniel Schick, cercetător la MBI.
Cercetarea a fost publicată în Science Advances.
Comentarii:
Adauga Comentariu