研究示意圖

來自美國能源部斯坦福國家加速器(SLAC)實驗室的科學(xué)家，借助阿秒脈沖揭示了光電效應(yīng)的新信息：光電發(fā)射延遲時間長達(dá)700阿秒，遠(yuǎn)超此前預(yù)期。最新研究挑戰(zhàn)了現(xiàn)有理論模型，有助更深入揭示電子之間的相互作用，促進(jìn)半導(dǎo)體和太陽能電池等技術(shù)的發(fā)展。相關(guān)論文以《Attosecond delays in X-ray molecular ionization》為題，發(fā)表于最新一期《自然》雜志上。

光電效應(yīng)指在金屬表面照射光線時，光子與金屬表面的分子或原子相互作用，使金屬表面釋放出電子的現(xiàn)象。該效應(yīng)為量子力學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)，但所謂的光電發(fā)射延遲時間一直是激烈爭論的話題。阿秒科學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，為進(jìn)一步揭示該時間延遲的秘密提供了重要工具。

在最新研究中，研究人員使用SLAC的直線加速器相干光源發(fā)出的阿秒(100億億分之一秒)X射線脈沖，電離核心級電子，將電子從分子中“踢出”。然后，他們使用單獨的激光脈沖，根據(jù)電子發(fā)射的時間，將其“踢向”略微不同的方向，以測量光電發(fā)射延遲時間。研究顯示，這一延遲時間長達(dá)700阿秒，電子之間的相互作用在這種延遲中起到重要作用。研究人員指出，測量和解釋這些時間延遲有助于更好地分析實驗結(jié)果，特別是在研究X射線與物質(zhì)相互作用至關(guān)重要的蛋白質(zhì)晶體學(xué)和醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域。他們計劃更深入探索不同分子系統(tǒng)內(nèi)的電子動力學(xué)，進(jìn)一步揭示電子行為和分子結(jié)構(gòu)的新信息。

審核編輯 黃宇