Science
Résultat notable pour Mécanique quantique est que les électrons peuvent présenter des effets d’interférence. Cette interférence est similaire aux ondes interagissant dans l’océan ou aux ondes électromagnétiques transportant des signaux radio. Les scientifiques ont pu observer le mouvement mécanique quantique des électrons dans une molécule excitée grâce à un dispositif appelé « mécanisme d’horlogerie ». Cet appareil mesure le mouvement des électrons avec une précision de plusieurs centaines d’attosecondes (1 milliardième de milliardième de seconde !). Cette mesure fournit un aperçu de la façon dont l’oscillation cohérente des charges au sein d’une molécule présente des effets d’interférence sur des échelles de temps attosecondes.
l’influence
Le mouvement des électrons se produit sur des échelles de temps si rapides que leur mesure ne peut être effectuée qu’à l’aide d’éclairs lumineux très courts (généralement inférieurs à une femtoseconde). Jusqu’à présent, les mesures subfemtosecondes n’étaient possibles qu’en utilisant des sources UV extrêmes produites par des systèmes laser. Les chercheurs ont besoin d’une source qui étend ces courtes impulsions dans le champ des rayons X afin de permettre des mesures permettant de distinguer le mouvement des électrons entre les différents atomes d’une molécule. Cette nouvelle méthode expérimentale permettra d’étudier la dynamique électronique dans des molécules complexes. Cela améliorerait notre compréhension de la physique moléculaire et de la chimie quantique.
résumé
Le développement récent des lasers attosecondes à électrons libres a ouvert de nouvelles voies pour… super rapide Les sciences. Dans cette expérience, les chercheurs ont utilisé des impulsions de rayons X ultrarapides provenant de… Source de lumière cohérente Linac, une installation utilisateur du Département de l’énergie (DOE) du Laboratoire national des accélérateurs du SLAC, pour créer une superposition cohérente d’états excités dans l’oxyde nitrique. Ces états excités sont de courte durée et peuvent être désintégrés par le processus Auger-Meitner, dans lequel l’énergie d’excitation est libérée par une éjection rapide d’électrons.
Les chercheurs ont mesuré le processus de désintégration Auger-Meitner dans le domaine temporel à l’aide d’une horloge, un appareil capable de mesurer le temps d’arrivée des électrons avec une précision de la totoseconde. Les chercheurs notent que la dépendance temporelle de la désintégration n’est pas une simple fonction exponentielle, mais contient des oscillations ultrarapides. Ces oscillations sont le signe d’une dynamique électronique cohérente, en particulier d’une pulsation quantique entre deux états quantiques excités de manière cohérente. Il s’agit de la première observation spécifique à un emplacement atomique du mouvement cohérent des électrons dans une molécule et de la première expérience dans le domaine temporel avec une résolution totoseconde utilisant un laser à rayons X sans électrons.
Finance
Cette recherche a été soutenue par le Bureau des sciences, des sciences énergétiques fondamentales, des sciences chimiques, des sciences de la terre et des sciences biologiques du ministère de l’Énergie. D’autres sources de financement comprenaient le programme de recherche et de développement dirigé par les laboratoires du Laboratoire national des accélérateurs du SLAC ; La Fondation allemande pour la recherche, le ministère fédéral de l’Éducation et de la Recherche et la Société Max Planck, Allemagne ; Le Conseil de recherche en ingénierie et en sciences physiques du Royaume-Uni ; Fonds national suisse et Centre national de compétence en recherche moléculaire Science à grande vitesse technologie; Et la National Science Foundation des États-Unis. Cette recherche a utilisé les ressources de la Linac Coherent Light Source, une installation utilisateur du DOE Office of Science.
