أول فيلم للإلكترون

نبضات أتوسكوند تلتقط جزيئات أولية في الفيلم

حركة الإلكترون المسجلة © جامعة لوند
قراءة بصوت عال

لأول مرة ، نجح العلماء في التقاط إلكترون في الفيلم. في السابق لم يكن ذلك ممكنًا بسبب السرعة القصوى للجزيئات الأولية. يُظهر الفيديو إلكترونًا متحركًا على موجة خفيفة فور انفصاله عن الذرة.

كان تصوير الإلكترونات أو حتى تصويرها مستحيلاً حتى الآن. لأن الجسيمات الأولية تركت بسبب سرعاتها العالية للغاية فقط الصور المغسولة. لذلك ، لا يمكن تحديد حركتها إلا باستخدام طرق غير مباشرة ، مثل قياس الطيف. لكن عيب هذه الأساليب هو أنها سجلت فقط نتيجة الحركة ، وليس مجمل الحدث.

لا يمكن التقاط التحرك بسرعة الإلكترونات إلا عندما تخلق ومضات الضوء السريعة للغاية سلسلة من اللقطات التي تصور الجسيم في مراحل مختلفة. حتى الآن ، كانت هناك ومضات مماثلة في شكل نبضات أتوسيكوند - ومضات ليزر تدوم من 10 إلى 18 ثانية فقط - لكن شدتها كانت أضعف من أن تولد الصور. ولكن الآن نجح فريق من العلماء من جامعة لوند السويدية في إنتاج مثل هذه البقوليات الأثوانية المكثفة بمساعدة تقنية جديدة. حول الطريقة التي يقدمونها الآن في مجلة "Physical Review Letters".

الليزر القوية تجمد الحركة

بدأ فريق البحث باستخدام ما يسمى بـ stroboscope ، وهو جهاز ينتج سلسلة متعاقبة سريعة من ومضات الضوء الفائقة القصر. يوضح يوهان موريتسون ، أستاذ مساعد في الفيزياء الذرية ، الذي قاد الدراسة مع زميله البروفسور آن لوهيلير: "يسمح لنا مصطربة بالترسيب إلى" تجميد "حركة دورية تقريبًا مثل الجناح الطائر للطيور الطنانة". "ثم تلتقط عدة طلقات عندما تأخذ الأجنحة نفس الموقف تمامًا ، على سبيل المثال ، في الجزء العلوي. ثم تصبح الصورة الناتجة حادة ، على الرغم من الحركة السريعة. "

ومع ذلك ، فإن الشرط لهذه الطريقة هو أن العملية المسجلة يمكن استنساخها بشكل مماثل. في حالة حركة الإلكترون في شعاع الضوء ، هذه هي الحالة. يتوافق طول الفيديو الذي تم إنشاؤه مع اهتزاز واحد للضوء ، لكن السرعة قد تباطأت لجعل الأمر كله مرئيًا للناس. يوضح السجل الناتج توزيع الطاقة للإلكترون - لذلك فهو ليس فيلمًا بالمعنى التقليدي ، كما يوضح العلماء. عرض

وقال الباحث "لقد وعدنا المجتمع العلمي منذ فترة طويلة بأنه يمكننا استخدام نبضات أتوسيكوند لتسجيل حركة الإلكترون". "الآن وقد نجحنا ، يمكننا دراسة كيفية سلوك الإلكترونات عندما تتصادم مع أشياء مختلفة ، على سبيل المثال." يريد الباحثون بعد ذلك معرفة ما يحدث لبقية الذرة عندما يكون الإلكترون الداخلي انها تغادر. إذا وكيف ، على سبيل المثال ، تملأ الإلكترونات المتبقية الفجوات الناتجة.

(مجلس البحوث السويدي ، 25.02.2008 - NPO)