在短暂的兴奋之后,超快激光可以捕捉电子放松

 作者:闾圈     |      日期:2017-05-12 09:02:14
Attoelectronics Group,MPQ By Colin Barras在放松时,没有人可以匹配这些电子在被X射线脉冲击中的几百阿秒 - 十亿分之一秒的十亿分之一秒内,它们已经回到原来的位置,平静地坐在低能量状态让他们这样做的实验已经解决了几十年前关于电子在固体内的行为方式的难题 - 并且可以改善最佳的X射线激光器 2008年,位于德国Garching的马克斯普朗克量子光学研究所的Eleftherios Goulielmakis和他的同事们产生了迄今为止最短的光脉冲:极端紫外线爆发只有80阿秒去年,该团队也创造了短暂的可见光脉冲,每个长达380埃现在,Goulielmakis和他的同事们利用这些脉冲的组合来探测称为激子的虚拟粒子的行为我们知道原子内部的电子可以像物理学家所说的那样,在它从光子中吸收能量时变得兴奋在这样做时,它在其前一个非激发位置留下一个带正电的空穴 - 空穴和激发的电子一起形成一个激子但物理学家无法同意在所有这些情况下是否形成激子特别地,如果诸如二氧化硅晶片的固体内的原子被X射线光子撞击并且形成孔,则不清楚激发的电子是否悬浮以形成激子它可能会逃离原子并在晶圆上自由移动周围的电子被吸引到孔并迅速破坏它并没有帮助这意味着,即使激子形成,任何人观察它都会过于短暂 - 直到现在,就是这样 “没有科学家能够进行必要的实验,”Goulielmakis说所需要的是足够短的激光脉冲,以便在它们“放松”或消散之前拍摄任何激子 “我们现在可以攻击几十年来折磨物理界的物理问题,”他说 Goulielmakis和他的同事们制造了一块125纳米厚的二氧化硅晶圆,其中有一个200阿秒的低能X射线脉冲紧接着,他们使用类似的短脉冲可见光来拍摄系统的“快照”,捕获激子确实在这些固体中形成的视觉证据 - 尽管其中一些在750阿秒内再次消失 “这是我们在天然固体系统中见过的最快的放松过程,”Goulielmakis说这是超快光谱学的一个很好的例子,马丁舒尔茨说,他也是加兴马克斯普朗克研究所,但没有参与这项工作 “现在我们可以研究他们的建立和放松是如何演变的”密歇根大学安娜堡分校的Mackillo Kira表示,结果真的令人兴奋尽管X射线光子比可见光谱中的光子携带更多能量,但研究表明它们与电子相互作用的方式毕竟会产生类似激子的行为发现更多可能会影响设计和构建新型激光,其工作波长超出传统激光器的工作波长期刊参考:Science,DOI:10.1126 / science.aan4737关于这些主题的更多信息: