金沙js4399首页立大学

曼哈顿 — 金沙js4399首页立大学领导的超快 X 射线激光研究为科学家提供了基本分子现象的快照. 这一发现为分子中微观电子运动提供了新的线索.

阿乔姆·金沙js4399首页, 物理学助理教授、大学 James R 成员. 麦克唐纳实验室; 丹尼尔·罗尔斯, 目前是汉堡 Deutsches Elektronen-Synchrotron 的初级金沙js4399首页组组长, 德国, 将于 2015 年 1 月加入大学物理系; 和一个国际合作者小组金沙js4399首页了电子如何在爆炸分子中的不同原子之间移动.

金沙js4399首页人员测量了两个原子之间电子转移可以发生的距离. 电荷转移过程，尤其是电子转移，对于光合作用和太阳能电池非常重要, 并驱动物理学中许多其他重要的反应, 化学和生物学.

他们的观察, “X 射线光吸收时碘甲烷中的金沙js4399首页成像,”出现在日记中 金沙js4399首页.

“有一个非常基本的问题，即电子可以走多远到达金沙js4399首页中附近的原子, 以及这种转变的可能性有多大,”鲁登科说. “由于需要测量的时间非常短且距离非常小，因此很难捕捉到这种运动的图像."

寻找答案, 科学家向碘甲烷分子（由碘原子和甲基组成的分子）发射超快光学金沙js4399首页，以打破这两个伙伴的键.

分子受到强烈的撞击, 超短 X 射线脉冲，用于从碘原子内壳剥离电子并金沙js4399首页碎片之间的电荷转移. 实验是使用直线加速器相干光源进行的, 世界上最强大的 X 射线激光. 激光器位于加利福尼亚州的 SLAC 国家加速器实验室，可发射飞秒 X 射线脉冲. 一飞秒是十亿分之一秒的百万分之一.

金沙js4399首页人员能够看到电子跳跃的距离令人惊讶 - 长达原始长度的 10 倍, 完整分子.

“从概念上讲，这项金沙js4399首页非常简单,”鲁登科说. “我们用光学激光分解分子, 使用 X 射线从碘原子中敲出一些电子, 并通过调整激光和X射线之间的时间来控制与邻近甲基的距离. 然后我们观察有多少电子从甲基侧移动到碘侧以填充所产生的空穴."

由于超快光学和 X 射线脉冲的独特组合，这项金沙js4399首页最近成为可能, 以及金沙js4399首页人员在粒子检测方面的专业知识.

“在不久的将来，我们将能够在 J 中心使用超快激光器和桌面软 X 射线源进行类似的实验，并提高时间分辨率.R. 金沙js4399首页立大学麦克唐纳实验室,”鲁登科说.

鲁登科和罗尔斯, 谁担任该金沙js4399首页的主要金沙js4399首页者, 与前马克斯·普朗克高级金沙js4399首页小组的同事一起进行了这项金沙js4399首页, 汉堡自由电子激光科学中心和德国电子同步加速器; 海德堡马克斯·普朗克核物理和医学金沙js4399首页所, 德国; 布伦瑞克联邦物理技术学院, 德国; SLAC 国家加速器实验室; 以及巴黎索邦大学和国家科学金沙js4399首页中心, 法国.