พัลส์ระดับแอตโตวินาทีเผยความลับของความล่าช้าของเวลา

พัลส์แอตโตวินาทีเปิดเผยความลับของการหน่วงเวลา
นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกาได้เปิดเผยข้อมูลใหม่เกี่ยวกับเรื่องนี้ โดยอาศัยพัลส์ระดับแอตโตวินาทีปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก: เดอะการปล่อยโฟโตอิเล็กตรอนความล่าช้ามีค่าสูงถึง 700 อัตโตวินาที ซึ่งยาวนานกว่าที่เคยคาดการณ์ไว้มาก งานวิจัยล่าสุดนี้ท้าทายแบบจำลองทางทฤษฎีที่มีอยู่ และมีส่วนช่วยให้เข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น นำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ เช่น สารกึ่งตัวนำและเซลล์แสงอาทิตย์
ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกหมายถึงปรากฏการณ์ที่เมื่อแสงส่องกระทบโมเลกุลหรืออะตอมบนพื้นผิวโลหะ โฟตอนจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลหรืออะตอมนั้นและปล่อยอิเล็กตรอนออกมา ปรากฏการณ์นี้ไม่เพียงแต่เป็นพื้นฐานสำคัญอย่างหนึ่งของกลศาสตร์ควอนตัมเท่านั้น แต่ยังมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อฟิสิกส์ เคมี และวิทยาศาสตร์วัสดุสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม ในสาขานี้ เวลาหน่วงของการปล่อยโฟโตอิเล็กตรอนเป็นหัวข้อที่ถกเถียงกันมานาน และแบบจำลองทางทฤษฎีต่างๆ ได้อธิบายปรากฏการณ์นี้ในระดับที่แตกต่างกัน แต่ยังไม่มีข้อสรุปที่เป็นเอกฉันท์
เนื่องจากสาขาวิทยาศาสตร์ระดับแอตโตวินาทีได้พัฒนาขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่องมือใหม่นี้จึงนำเสนอวิธีการที่ไม่เคยมีมาก่อนในการสำรวจโลกจุลภาค ด้วยการวัดเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นมากอย่างแม่นยำ นักวิจัยจึงสามารถได้รับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับพฤติกรรมไดนามิกของอนุภาค ในการศึกษาล่าสุด พวกเขาใช้พัลส์รังสีเอกซ์ความเข้มสูงที่ผลิตโดยแหล่งกำเนิดแสงแบบโคherent ที่ศูนย์ไลแนคสแตนฟอร์ด (SLAC) ซึ่งมีระยะเวลาเพียงหนึ่งในพันล้านของวินาที (แอตโตวินาที) เพื่อแตกตัวเป็นไอออนของอิเล็กตรอนแกนกลางและ "ผลัก" ออกจากโมเลกุลที่ถูกกระตุ้น
เพื่อวิเคราะห์วิถีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาเหล่านี้เพิ่มเติม พวกเขาจึงใช้อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นทีละตัวพัลส์เลเซอร์เพื่อวัดเวลาการปล่อยอิเล็กตรอนในทิศทางต่างๆ วิธีนี้ช่วยให้พวกเขาสามารถคำนวณความแตกต่างที่สำคัญระหว่างช่วงเวลาต่างๆ ที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนได้อย่างแม่นยำ ซึ่งยืนยันว่าความล่าช้าอาจสูงถึง 700 อัตโตวินาที เป็นที่น่าสังเกตว่าการค้นพบนี้ไม่เพียงแต่ยืนยันสมมติฐานก่อนหน้านี้บางประการเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดคำถามใหม่ๆ ทำให้ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบและแก้ไขใหม่
นอกจากนี้ การศึกษายังเน้นย้ำถึงความสำคัญของการวัดและการตีความความล่าช้าของเวลาเหล่านี้ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจผลการทดลอง ในการศึกษาโครงสร้างผลึกของโปรตีน การถ่ายภาพทางการแพทย์ และการประยุกต์ใช้งานที่สำคัญอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการปฏิสัมพันธ์ของรังสีเอกซ์กับสสาร ข้อมูลเหล่านี้จะเป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพวิธีการทางเทคนิคและปรับปรุงคุณภาพการถ่ายภาพ ดังนั้น ทีมงานจึงวางแผนที่จะสำรวจพลวัตทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลประเภทต่างๆ ต่อไป เพื่อเปิดเผยข้อมูลใหม่เกี่ยวกับพฤติกรรมทางอิเล็กทรอนิกส์ในระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นและความสัมพันธ์กับโครงสร้างโมเลกุล ซึ่งจะเป็นการวางรากฐานข้อมูลที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในอนาคต