Bernd Ebeling, Avropa XFEL

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriYüksək yüklü kriptonun ultrasürətli ikiqat rezonans ionlaşması: İki rentgen fotonun ardıcıl udulması ikiqat həyəcanlı vəziyyət yaradır və sonra avtoionlaşma yolu ilə parçalanır. Kredit: Maks Plank Nüvə Fizikası İnstitutu

Sürət önəmlidir. Bir rentgen fotonu atomu və ya ionu həyəcanlandırdıqda, nüvə elektronunu daha yüksək enerji səviyyəsinə sıçradıqda, qısa müddətli bir fürsət pəncərəsi açılır. Cəmi bir neçə femtosaniyə ərzində, bir elektron aşağı enerji səviyyəsindəki boşluğu doldurmazdan əvvəl, ikinci bir fotonun başqa bir nüvə elektronu tərəfindən udulmaq şansı var və bu, ikiqat həyəcanlı vəziyyət yaradır.

Avropa XFEL tərəfindən yaradılan saniyədə 5000 intensiv rentgen şüalarından istifadə edərək, beynəlxalq alimlər qrupu, demək olar ki, eyni enerjiyə və ya rəngə malik fotonlardan istifadə edərək, yüksək ionlaşmış kriptonda bu cür ikiqat nüvəli vəziyyətləri araşdırıb.

Avropa XFEL və Heidelberqdəki Maks Plank Nüvə Fizikası İnstitutunun (MPIK) alimləri, eləcə də Almaniya, İtaliya, Portuqaliya və ABŞ-da altı başqa qurumun alimləri təcrübələri üçün on elektrondan başqa hamısı olmayan yüksək yüklü kriptondan, Kr ^{26+ istifadə etdilər.}

İşin aparıldığı SQS Elmi Alətinin Əməliyyatlar Rəhbəri Tomas Baumann deyir: “Bu, bizə digər elektronların arzuolunmaz töhfələrini aradan qaldıraraq, prosesin aydın mənzərəsini əldə etməyə imkan verdi”. Bu kripton ionlarının istifadəsi sərfəli idi, çünki iki nüvə elektronunun rezonans həyəcanının hər iki mərhələsi üçün tələb olunan foton enerjisi çox oxşardır. Beləliklə, yalnız 0,5% bant genişliyi olan bir rəngli rentgen şüasından istifadə edilə bilər.

“Rezonans enerjisindəki bu üst-üstə düşmənin kökü relativistik təsirlərdən qaynaqlanır” deyə Physical Review Letters nəşrinin birinci müəllifi Moto Toqava izah edir . “Onlar mükəmməl ikiqat rezonansa imkan verən əsas elektron enerji səviyyələrinin dəyişməsi ilə nəticələnir.”

Bir neçə femtosaniyədən sonra ikiqat həyəcanlı vəziyyət elektron emissiyası ilə parçalanır və daha yüksək yük vəziyyəti yaradır. Sadə fotoionlaşma ilə müqayisədə, ikiqat rezonanslı yol fotonların 100 dəfə çox udulmasına gətirib çıxarır və bu, səmərəliliyi xeyli artırır.

MPIK-də qrup rəhbəri José Crespo López-Urrutia’ya görə, “Bu təsir yalnız ekstremal şəraitdə işıq və maddənin qarşılıqlı əlaqəsini anlamaqla kifayətlənmir, həm də yüksək dəqiqlikli rentgen ölçmələri üçün yeni imkanlar açır .”

Alimlər hesab edirlər ki, onların nəticələri Avropa XFEL-də SASE3 dalğalandırıcısının iki rəngli rejimindən istifadə edərək gələcək zamanla həll olunan təcrübələr üçün səmərəli həyəcanlandırma sxemi kimi tətbiq oluna bilər. Bundan əlavə, Avropa XFEL-də hazırlanmış XFELO-lardan (X-ray Sərbəst Elektron Lazer Osilatorları) istifadə edən sərt rentgen şüaları ilə təcrübələrin genişləndirilməsi nəzərdə tutula bilər.

Ətraflı məlumat: Moto Toqava və başqaları, İncə Struktur Effektləri ilə Yüksək Yüklü İonlarda Təkmilləşdirilmiş Bir Rəngli-İki Fotonlu Rezonanslı İonlaşma, Fiziki Baxış Məktubları (2025). DOI: 10.1103/mhks-ktxw

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

Avropa XFEL tərəfindən təmin edilmişdir