"Attoclock" Näyttää, Kuinka Nopeasti Elektronit Liikkuvat Miljonäärin Miljardin Sekunnin

{h1}

Äärimmäinen uusi "attoclock" auttaa fyysikkoja tekemään molekyylielokuvia ultranopeista kemiallisista reaktioista.

Ellei olet supersankari, kuten Flash, molekyylimaailma liikkuu nopeammin kuin mikään ihminen voi mahdollisesti havaita. Esimerkiksi pieneen elektroniin kuluu muutamia satoja attosekuntia siirtymään atomin toiselta puolelta toiselle kemiallisen reaktion aikana.

Mikä on attosecond, kysyt? Ensimmäinen jakaa 1 sekunti miljardiksi kappaleeksi. Jaa nyt yksi näistä palasista toiseen miljardiin fragmenttiin. Se on attosekta: yksi miljardinosa miljardista 1 sekunnista (tai 1 x 10 ^ miinus 18 sekuntia).

Se on melko lyhyt aika. Jotta ymmärtäisivät kaikki ympärillämme olevat kvantti-tapahtumien näkymättömät universumit, tutkijat tarvitsevat tapaa mitata molekyyliaktiivisuutta kyseisellä attosekond-asteikolla. Nature Photonics -lehden maaliskuun numerossa julkaistun uuden julkaisun mukaan tiedemiesryhmä on keksinyt uuden tavan tehdä juuri niin, uuden "attoclockin" avulla, joka vie aikaa kauhistuttavan pieneen aikatauluun. [Video: Miten rakentaa tarkimmat atomikellot]

"Maailmassa on puolitoista sekuntia, koska yhdeksän sekuntia on attosekuntia", kertoi WordsSideKick.com -lehti, SLAC: n ja Stanford PULSE -instituutin vanhempi tutkija Ryan Coffee. "Sata attosekuntia (kymmenesosa miljoonasosa miljardista sekunnista) on mittauslaitteen mahdollinen ratkaisu."

Läheisen hetkellisen tapahtuman mittaaminen

SLAC-laboratorioilla on maailman nopeimpia röntgenlasereita, jotka pystyvät polttamaan pulseja, jotka kestävät vain muutamia kymmeniä attosekuntia yksittäin. Yksittäisiin atomeihin ja molekyyleihin kohdistetuissa vilkkuissa, jotka nopeasti voivat olennaisesti tehdä mitä SLAC kutsuu "molekyylilevyiksi" - sarjan kuvia, jotka on otettu attosecond aikakautena ja jotka hakevat kemiaa liikkeessä.

Kuitenkin kvantti-fysiikan tapahtumien kuvaamiseen liittyvä ongelma on se, että tähän mennessä ei ollut kovin luotettavaa tapaa mitata, kuinka nopeasti tai kuinka voimakkaita ultraääni röntgensäteitä todella oli - ja ilman tarkkoja mittauksia tutkijat eivät voineet tulkita jotka he keräsivät näistä molekyylielementeistä.

Kahvassaan ja hänen kollegansa kuvaavassa äskettäisessä artikkelissa kuvataan uusi menetelmä molekyylien aikakatkaisulle, jota kutsutaan "attoclockiksi". Sveitsiläiset fyysikot ehdottivat laitetta 10 vuotta sitten, mutta kahvin mukaan se alkaa vain saavuttaa uskomatonta potentiaaliaan SLAC: n kaltaisten kokeiden avulla.

Attoclock on halkaisijaltaan noin 0,6 metriä ja istuu SLAC-laboratoriossa pieni tyhjökammio. Kello koostuu 16 sylinterimäisestä ilmaisimesta, jotka on sijoitettu ympyrään, kuten vaunupyörän pinnat (tai, jos haluat, kellonumeron numerot).

Kellon käynnistämiseksi kohdetalli tai molekyyli sijoitetaan ympyrän keskelle, jossa se saa räjäyttää ultranopean pulssin yhdestä laboratorion attosekond laserista. Kun pulssi osuu atomiin, atomi ionisoituu ja heittää pois osan elektronistaan. Laserin pyörivä sähkökenttä auttaa ohjaamaan näitä vapaita elektroneja kohti yhtä 16-ilmaisimesta. Tutkijat voivat kertoa tarkalleen, kuinka paljon energiaa lasersäteilyllä ja kun se osui kohteeseen, seuraamalla elektronien maata.

"Se on kuin kellon lukeminen", Kahvi tiivistää lausunnossaan. "Elektroni voi iskeä ilmaisimen, joka sijaitsee yhdellä tai kolmella tai missä tahansa kellopinnan ympäri. Voimme kertoa, mistä se osuu juuri silloin, kun se syntyy röntgenpulssilla."

Kahvin mukaan tiimin atklock-kokeet toimivat jopa odotettua paremmin, ja teknologian päivitykset tekevät laitteesta entistä tarkempia tulevina vuosina.

"Tällä tasolla yksityiskohtaisia, voimme erottaa kokonaan uuden kemiallisen käyttäytymisen", Coffee sanoi. Kemiallisten reaktioiden aikana laboratorion ultraprecise-molekyylielokuvat saattavat yksittäisten molekyylien käyttäytymisen uskomattomalla selkeydellä. Lisätutkimukset saattaisivat edes auttaa selittämään ilmiöitä kuten kiraalisuus - luonteen suhde oikea- tai vasenkätisille molekyyleille - riippuen siitä, miten molekyylit liikkuvat ja muuttuvat reaktioiden keskellä.

"Voimme alkaa katsoa, ​​miksi luonnolliset molekyylit muokkaavat," hän sanoi.

Pysy kuulolla lisää atomipäivityksiä lähivuosina. Se kestää vain muutaman septillion attoseconds.

Alun perin julkaistu WordsSideKick.com.


Video Täydentää: .




Tutkimus


Miksi On 13 Onnettomuutta?
Miksi On 13 Onnettomuutta?

Zombie Neuroscience: Inside Aivojen Walking Dead
Zombie Neuroscience: Inside Aivojen Walking Dead

Tiede Uutiset


Diy Halloween Puvut: 7 Geeky Getups Mille Tahansa Osapuolelle
Diy Halloween Puvut: 7 Geeky Getups Mille Tahansa Osapuolelle

Saastuminen Jatkuu Blightin Kansallispuistoihin
Saastuminen Jatkuu Blightin Kansallispuistoihin

Mikä On Baader-Meinhof-Ilmiö?
Mikä On Baader-Meinhof-Ilmiö?

Tweaked Dna-Leikkeet Voisivat Tulla Pienten Sähköisten
Tweaked Dna-Leikkeet Voisivat Tulla Pienten Sähköisten "On" -Katkoksiin

Sovellus Voi Nähdä
Sovellus Voi Nähdä "Esteitä Ihmisille, Joilla On Näköhäiriöitä


FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com