Квантовый скачок в графите: наука открывает путь к сверхпроводимости

к Мануэль Коста
5 Комментарии
Attosecond Soft-X-ray Spectroscopy

Появление аттосекундных импульсов мягкого рентгеновского излучения привело к значительному прогрессу в области анализа материалов, особенно в изучении взаимодействий света и материи и динамики многих тел. Этот прорыв, осуществленный командой ICFO, произвел революцию в рентгеновской абсорбционной спектроскопии, важнейшем инструменте анализа материалов.

Рентгеновская абсорбционная спектроскопия — это метод, используемый для анализа состава материалов путем выборочного изучения их электронного состояния. До недавнего времени этот метод включал трудоемкое сканирование длин волн и не позволял обеспечить сверхбыстрое временное разрешение для изучения электронной динамики.

Однако за последнее десятилетие группа Attoscience и Ultrafast Optics в ICFO, возглавляемая профессором ICREA Йенсом Бигертом, превратила аттосекундную спектроскопию поглощения мягкого рентгеновского излучения в передовой аналитический инструмент. Эта разработка устраняет необходимость сканирования и обеспечивает аттосекундное временное разрешение.

Ключевой прорыв заключается в генерации аттосекундных импульсов мягкого рентгеновского излучения длительностью от 23 до 165 аттосекунд и полосой пропускания когерентного мягкого рентгеновского излучения в диапазоне от 120 до 600 электронвольт. Эти импульсы позволяют одновременно исследовать электронную структуру всего материала. Эта возможность предоставляет новый и мощный инструмент для исследования физики и химии твердого тела.

Одним из замечательных применений этой технологии является манипулирование проводимостью графита посредством взаимодействия света с веществом. Подвергая графит интенсивным ультракоротким лазерным импульсам среднего инфракрасного диапазона, исследователи создают гибридную фазу света и материи с высокой проводимостью. Это состояние возникает в результате сильной связи оптически возбужденных электронов с когерентными оптическими фононами.

Исследование, проведенное исследователями ICFO Темисом Сидиропулосом, Николой Ди Пало, Адамом Саммерсом, Стефано Северино, Маурицио Редуцци и Йенсом Бигертом, демонстрирует способность контролировать и увеличивать проводимость графита посредством манипулирования его многочастичным состоянием. Они достигают этого, используя суб-2-цикловые оптические импульсы со стабильной огибающей несущей и аттосекундные импульсы мягкого рентгеновского излучения, которые исследуют электронную структуру материала с аттосекундными интервалами.

Это исследование имеет важное значение для области материаловедения, предлагая возможность изменить квантовое состояние материала с помощью света. В нем рассматриваются фундаментальные вопросы современной физики, такие как понимание квантовых фазовых переходов и возникновение свойств материала в результате микроскопических взаимодействий.

Более того, результаты исследования имеют многообещающее применение в фотонных интегральных схемах и оптических вычислениях, где свет можно использовать для манипулирования электронами и управления свойствами материалов. В целом, этот прорыв в аттосекундной спектроскопии мягкого рентгеновского излучения открывает новые возможности для исследования и манипулирования коррелированными фазами материи в режиме реального времени, что крайне важно для современных технологий.

Ссылка:

  • «Повышенная оптическая проводимость и эффекты многих тел в сильно управляемом фотовозбужденном полуметаллическом графите», Т.П.Х. Сидиропулос, Н. Ди Пало, Д.Э. Ривас, А. Саммерс, С. Северино, М. Редуцци и Дж. Бигерт, Nature Связь, 16 ноября 2023 г., DOI: 10.1038/s41467-023-43191-5.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) об аттосекундной мягкой рентгеновской спектроскопии

Что такое аттосекундная мягкая рентгеновская спектроскопия?

Аттосекундная мягко-рентгеновская спектроскопия — это передовой аналитический метод, используемый для изучения электронной структуры материалов с беспрецедентной точностью и скоростью. Он включает в себя генерацию чрезвычайно коротких рентгеновских импульсов, измеряемых в аттосекундах (10^-18 секунд), которые могут исследовать электронную динамику материалов на атомном уровне.

Чем аттосекундная спектроскопия мягкого рентгеновского излучения отличается от традиционной рентгеновской абсорбционной спектроскопии?

Традиционная рентгеновская абсорбционная спектроскопия требовала сканирования по длине волны и не имела сверхбыстрого временного разрешения. С другой стороны, аттосекундная мягкая рентгеновская спектроскопия устраняет необходимость сканирования и обеспечивает временное разрешение аттосекундного уровня, что позволяет исследователям изучать электронную динамику в режиме реального времени.

Каковы потенциальные применения этой технологии?

Одним из примечательных применений является манипулирование проводимостью материала посредством взаимодействия света с материей, как это было продемонстрировано на примере графита в обсуждаемом исследовании. Эта технология также имеет значение для фотонных интегральных схем и оптических вычислений, где свет можно использовать для контроля и манипулирования свойствами материалов.

Почему возможность манипулировать квантовым состоянием материала с помощью света так важна?

Эта способность имеет решающее значение для понимания фундаментальных процессов в современной физике, таких как квантовые фазовые переходы и возникновение свойств материала в результате микроскопических взаимодействий. Он предлагает новые способы исследования и манипулирования коррелирующими фазами материи в режиме реального времени, что имеет важные последствия для современных технологий.

Каковы основные выводы исследования ICFO, упомянутые в тексте?

Исследователи ICFO наблюдали индуцированное светом увеличение и контроль проводимости графита, манипулируя его многочастичным состоянием. Они использовали аттосекундные импульсы мягкого рентгеновского излучения для исследования электронной структуры материала и выявили признаки фазы сверхпроводимости, открыв новые возможности для исследований в области материаловедения и технологий.

Подробнее об аттосекундной мягкой рентгеновской спектроскопии

Вам также может понравиться

5 Комментарии

НаукаГик 1ТП2Т - 1ТП3Т

аттосекундная спектроскопия = умопомрачительно! _xD83E__xDD2F_ Дает нам совершенно новый способ увидеть, что там происходит!_xD83D__xDD0D_

Отвечать
Читатель123 1ТП2Т - 1ТП3Т

Ух ты, эта штука про атомы и рентгеновские лучи просто супер крутая! Я никогда не знал, что они могут заглядывать внутрь материалов за такое короткое время._xD83D__xDD2C_

Отвечать
ЛюбопытныйКошка 1ТП2Т - 1ТП3Т

Я в восторге от этих фотонных схем! Свет + электроника = технологии будущего! _xD83C__xDF1F_

Отвечать
ИсследованияДжанки 1ТП2Т - 1ТП3Т

Понимание квантовых состояний в материалах — это будущее технологий. Это исследование потрясающее! _xD83D__xDE80_

Отвечать
TechNerd77 1ТП2Т - 1ТП3Т

Подождите, значит, они облучают вещи рентгеновскими лучами, и это меняет их поведение? Ум = взорван! _xD83D__xDCA5_

Отвечать

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский