Создание фотоэлектронов за счет ионизации является одной из самых фундаментальных процессов в взаимодействия между светом и материей. Тем не менее, глубоко остаются вопросы о том, как фотоны переносят их линейного импульса для электронов. С первой суб-фемтосекундный исследование линейной передачи импульса фотона в процессе ионизации, физиков сейчас обеспечивают беспрецедентное понимание рождения фотоэлектронов.
Взаимодействие между светом и материей лежит в основе и многих фундаментальных явлений и различных практических технологий. Большинство лихо, при фотоэффекте электроны вылетают из материала, который подвергается воздействию света подходящей энергии. Долго, происхождение этого явления оставался загадкой, и только с появлением квантовой теории … и благодаря гению Альберта Эйнштейна, был эффект полного понимания. Эйнштейн получил Нобелевскую премию 1921 в области физики за открытие базовых законов, и с тех пор этот эффект был использован в применениях колебаясь от спектроскопии до приборов ночного видения. В некоторых важных случаях, ключевой принцип-это передача не Энергии, а импульса, а импульс-от фотонов к электронам. Это тот случай, например, когда лазерный луч используется для охлаждения микроскопических и макроскопических объектов, и чтобы понять феномен радиационного давления.
Несмотря на фундаментальную важность передачи импульса, точные детали того, как свет проходит его влияние на материю до сих пор полностью не изучены. Одна из причин заключается в том, что переданные изменения импульса в оптический цикла на чрезвычайно быстро, суб-фемтосекундных временных масштабах. До сих пор, исследования показали, в основном, информацию о среднем времени поведения, потерянное время-зависимые аспекты линейно-передача импульса при фотоионизационным. Этот пробел теперь заполнен группы Урсулы Келлер в Институте квантовой электроники, как они сообщают в статье, опубликованной сегодня в Nature Сommunications.
Они смотрели на случае высоких интенсивностей лазерного излучения, при которой несколько фотонов, участвующих в процессе ионизации, и проверить, сколько импульс переносится в направлении распространения лазерных. Для достижения достаточного временного разрешения, они использовали так называемый метод attoclock, которая была разработана и усовершенствована в лаборатории Келлер за последнее десятилетие. В этом методе, аттосекундным временным разрешением достигается без необходимости для получения аттосекундных лазерных импульсов. Вместо этого, информация о ротационный лазер-поле вектора в близка к круговой поляризованный свет используется для измерения времени относительно события ионизации с аттосекундной точностью. Очень похоже на руку часы … просто теперь этот часовой стрелки вращается через полный круг в течение одного оптического цикла 11.3-фу продолжительность.
С помощью этого универсального инструмента под рукой, физики высшей технической школы имели возможность определить, сколько импульса электронов приобретали в зависимости от того, когда фотоэлектронов была «рождена». Они обнаружили, что импульс переносится в направлении распространения лазерного действительно зависеть от того, когда в течение цикла колебаний лазера электрона освобождены от материи, в их случае атомов ксенона. Это означает, что по крайней мере для сценария, они изучены, усредненные по времени излучения изображение давления не применяется. Интересно, что они могут воспроизвести наблюдаемое поведение почти полностью в рамках классической модели, в то время как многие сценарии света-материи взаимодействия, такие как комптоновского рассеяния, может быть объяснено только в рамках квантово-механической модели.
Классическая модель должна быть хоть и расширены, чтобы учесть взаимодействие между уходящей фотоэлектронной и остаточного Иона ксенона. Этого взаимодействия, они показывают в своих экспериментах, вызывает дополнительную задержку аттосекунда в сроки линейной передачи импульса по сравнению с теоретическим предсказанием для свободного электрона, родившихся во время импульса. Ли такие задержки имеют общее свойство фотоионизационным или если они применяются только для такого рода сценариев исследованных в настоящем исследовании остается открытым. Ясно, однако, что это первое исследование линейной передачей импульса при ионизации на шкале естественного процесса, Келлер группа открыла новый увлекательный маршрут для изучения фундаментальной природы света-вопрос общения-тем самым делая хорошо на обещание аттосекундных науки.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!