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超越爱因斯坦:X射线脉冲揭示光电效应中的阿秒延迟

科学探索万象经验2024-09-01

当原子或分子吸收光子时,它可以在称为光电效应的过程中发射电子。爱因斯坦对光电效应的描述为量子力学奠定了理论基础。然而,这种效应的瞬时性质一直是一个激烈研究和争论的话题。阿秒科学的最新进展为解决光电离中涉及的超快时间延迟提供了必要的工具。研究X射线分子电离中的阿秒延迟代表了原子和分子物理学的前沿,研究结果已发表在《自然》杂志上。

光电效应最早由阿尔伯特·爱因斯坦解释,涉及材料吸收光子时电子的喷射。传统上,这一效应被认为是瞬时的。然而,随着阿秒科学的发展,发现电子发射存在微小的延迟,这些延迟在阿秒量级,可以提供对分子内部电子相互作用复杂动力学的深刻见解。

为了测量阿秒延迟,研究人员使用阿秒脉冲光,通常由高次谐波产生(HHG)或自由电子激光(FEL)生成。这些脉冲用于电离分子,产生的光电子以高时间分辨率检测。一种常见的技术是阿秒条纹相机,它使用同步的红外激光场将电子发射时间映射到可测量的能量偏移上。