Elektroner, der bruges til at styre ultrakorte laserpulser

Vi kan snart få en bedre indsigt i mikrokosmos og elektronernes verden. Forskere ved Lund University og Louisiana State University har udviklet et værktøj, der gør det muligt at kontrollere ekstremt UV -lys - lys med meget kortere bølgelængder end synligt lys. Den nye metode bruger stærke laserpulser til at styre de korte lysudbrud.

Noget meget spændende sker, når lys rammer elektroner:de begynder at bevæge sig, og når de gør det, genudsætter de lyset igen. Elektronen, som er meget lille, kan let følge de hurtige lyssvingninger. Imidlertid, genoptagelse af lyset tager lidt tid, og i løbet af den tid kan elektronerne styres, så de udsender lyset i en anden retning.

"Det betyder, at vi kan kontrollere lysets egenskaber, for eksempel ændre retning, ændre pulsvarigheden, dele lyset eller fokusere det, ”siger Johan Mauritsson.

Da han og hans kolleger styrer elektronerne med en anden laserpuls, er det muligt præcist at styre timingen mellem de to pulser - og indstille den til præcis, hvad de vil have den til at være.

"Det, der gør dette forskningsfelt så interessant, er, at vi stadig ikke helt ved, hvad der sker, når lys rammer et materiale. Hvad er, for eksempel, det første der sker når sollys rammer en blomst? Vi kender ikke alle detaljerne ", siger Johan Mauritsson, forsker inden for attosekundvidenskab ved Lunds Universitet i Sverige.

Men det er ikke så underligt, at mange detaljer stadig er ukendte. Du kan ikke undersøge kortere tidsintervaller end den tid, det tager for lyset at foretage en svingning. Dette gør det umuligt at bruge synligt lys til at følge elektrondynamik, da en svingning tager omkring 2 femtosekunder, eller 10-15 sekunder. I det tidsrum, elektronen cirkler kernerne mere end 13 gange. Vi har derfor brug for lys, der svinger meget hurtigere, dvs. med kortere bølgelængder.

Denne teknik til at styre lyset er ny, og der er stadig meget at forbedre.

"Lige nu arbejder vi på at forbedre tidsopløsningen med forskellige eksperimenter med XUV -lys, for eksempel til gratis elektronlasere. Imidlertid, vores hovedfokus er at udvikle teknikken, så vi kan lære mere om lys/elektron -interaktionen. Men hvem ved, om 50 år bruger vi muligvis alle ultrahurtig optik i vores hverdag ", slutter Samuel Bengtsson, Ph.d. -studerende i atomfysik.