พัลส์แอตโตวินาทีเปิดเผยความลับของการหน่วงเวลา

พัลส์อัตโตวินาทีเปิดเผยความลับของการหน่วงเวลา
นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐฯ ได้เปิดเผยข้อมูลใหม่เกี่ยวกับพัลส์อัตโตวินาทีด้วยความช่วยเหลือของผลกระทบจากไฟฟ้า: เดอะการแผ่รังสีแสงความล่าช้าอยู่ที่ 700 แอตโตวินาที ซึ่งนานกว่าที่คาดไว้มาก การวิจัยล่าสุดนี้ท้าทายรูปแบบทางทฤษฎีที่มีอยู่และมีส่วนช่วยให้เข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น นำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ เช่น เซมิคอนดักเตอร์และเซลล์แสงอาทิตย์
ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกหมายถึงปรากฏการณ์ที่เมื่อแสงส่องไปที่โมเลกุลหรืออะตอมบนพื้นผิวโลหะ โฟตอนจะโต้ตอบกับโมเลกุลหรืออะตอมและปลดปล่อยอิเล็กตรอน ปรากฏการณ์นี้ไม่เพียงแต่เป็นรากฐานที่สำคัญอย่างหนึ่งของกลศาสตร์ควอนตัมเท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อฟิสิกส์ เคมี และวิทยาศาสตร์วัสดุสมัยใหม่ด้วย อย่างไรก็ตาม ในสาขานี้ เวลาหน่วงการปลดปล่อยโฟโตอิเล็กทริกเป็นหัวข้อที่ถกเถียงกัน และมีแบบจำลองทางทฤษฎีต่างๆ อธิบายปรากฏการณ์นี้ในระดับที่แตกต่างกัน แต่ก็ยังไม่มีฉันทามติที่เป็นเอกภาพเกิดขึ้น
เนื่องจากสาขาของวิทยาศาสตร์อัตโตวินาทีได้รับการพัฒนาอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่องมือใหม่นี้จึงเป็นแนวทางที่ไม่เคยมีมาก่อนในการสำรวจโลกของกล้องจุลทรรศน์ โดยการวัดเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นมากอย่างแม่นยำ นักวิจัยจึงสามารถรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับพฤติกรรมไดนามิกของอนุภาคได้ ในการศึกษาล่าสุด พวกเขาใช้พัลส์เอ็กซ์เรย์ความเข้มสูงชุดหนึ่งที่ผลิตโดยแหล่งกำเนิดแสงที่สอดคล้องกันที่ Stanford Linac Center (SLAC) ซึ่งกินเวลาเพียงหนึ่งในพันล้านวินาที (อัตโตวินาที) เพื่อทำให้แกนอิเล็กตรอนแตกตัวเป็นไอออนและ “ขับไล่” โมเลกุลที่ถูกกระตุ้นออกไป
เพื่อวิเคราะห์เส้นทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยเหล่านี้เพิ่มเติม พวกเขาใช้การกระตุ้นทีละตัวพัลส์เลเซอร์เพื่อวัดเวลาการปลดปล่อยของอิเล็กตรอนในทิศทางต่างๆ วิธีนี้ช่วยให้สามารถคำนวณความแตกต่างที่สำคัญระหว่างโมเมนต์ต่างๆ ที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนได้อย่างแม่นยำ ซึ่งยืนยันว่าความล่าช้าอาจสูงถึง 700 อัตโตวินาที สิ่งที่น่าสังเกตคือการค้นพบนี้ไม่เพียงแต่ยืนยันสมมติฐานก่อนหน้านี้บางส่วนเท่านั้น แต่ยังตั้งคำถามใหม่ๆ ขึ้นมาอีกด้วย ทำให้จำเป็นต้องมีการตรวจสอบและแก้ไขทฤษฎีที่เกี่ยวข้องอีกครั้ง
นอกจากนี้ การศึกษายังเน้นย้ำถึงความสำคัญของการวัดและตีความความล่าช้าของเวลาดังกล่าว ซึ่งมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจผลการทดลอง ในการวิเคราะห์ผลึกโปรตีน การถ่ายภาพทางการแพทย์ และการใช้งานสำคัญอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างรังสีเอกซ์กับสสาร ข้อมูลเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการปรับปรุงวิธีการทางเทคนิคและปรับปรุงคุณภาพของการถ่ายภาพ ดังนั้น ทีมงานจึงวางแผนที่จะสำรวจพลวัตของอิเล็กตรอนของโมเลกุลประเภทต่างๆ ต่อไป เพื่อเปิดเผยข้อมูลใหม่เกี่ยวกับพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในระบบที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นและความสัมพันธ์กับโครงสร้างโมเลกุล โดยวางรากฐานข้อมูลที่มั่นคงยิ่งขึ้นสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในอนาคต