SLAC國家加速器實驗室和漢堡大學的物理學家觀察到了超快輕脈衝激發的電子如何在亞納米儀周圍一致跳舞c60富勒烯(Buckminsterfulerene)分子。
比斯瓦斯等。觀察到由超快光脈衝激發的電子如何在一個Buckminsterfullerene分子周圍齊聲跳舞,然後以幾種電子形式發出多餘的能量。圖片來源:RMT Bergues。
電子的同步舞蹈,稱為等離子共振,可以將光線限制在短時間內。
從將光轉化為化學能到改善光敏小工具,甚至將陽光轉化為電力,這種光捕獲能力已在各個區域中應用。
儘管它們在從幾厘米到只有10納米寬的系統中進行了廣泛研究,但這是研究人員第一次能夠打破該領域的“納米屏障”。
早期的研究表明,當等離激元共振以極小的尺度出現時,新現像出現,從而使光被限制並以前所未有的精度限制和控制。
這種特徵使得準確理解如何在小規模上發揮共鳴,這對於研究人員來說是一個非常有趣的話題。
Slac National Accelerator實驗室和同事的Shubhadeep Biswas博士說:“為了更好地理解等離子共振,我們激發了粒子周圍的電子,然後等待它們通過發出電子來釋放其多餘的能量。”
“通過時間間隔,我們可以確定真正的共振 - 所有電子 - 一致移動 - 或僅影響一個或兩個電子。”
“但是,這些共鳴發生在超快時標 - 僅僅是十億分之十的十億分之一。”
“實時觀察這些共鳴是現有技術的範圍。”
作者使用Attosond,極端的紫外線脈衝觸發並記錄了足球形的Buckminsterfullerene分子中電子的行為,該分子的直徑僅為0.7納米。
他們精確地定時了這一過程,從即時光激發電子到發出的時刻,驅逐了多餘的能量,並允許其餘的電子放鬆到通常的軌道中。
每個循環持續50至300個attoseconds,測量表明電子表現強勁,例如一致表現的紀律舞者。
Biswas博士說:“這些發現首次表明,Attsond測量可以為小於納米尺度的等離子共振提供寶貴的見解。”
這一突破使研究人員能夠評估一系列新範圍的超級小顆粒,從而揭示了血漿特徵,可以提高現有技術的效率並導致新的應用。
SLAC國家加速器實驗室和斯坦福大學的物理學家Matthias Klling教授說:“通過這種測量,我們正在解鎖對電子連貫性和光限制之間相互作用的新見解。”
“這項工作證明了Attosend技術的力量,並為在未來的超快電子中操縱電子的新方法打開了大門,這可能比目前的技術高達一百萬倍的頻率。”
漢堡大學教授Francesca Calegari教授說:“這項尖端的研究正在為開發超緊湊,高性能平台開發新的途徑,可以通過利用納米級出現的量子效應來控制光線的相互作用。” 。
這發現發表在期刊上科學進步。
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Shubhadeep Biswas等。 2025。相關驅動的attosent actsond光發射延遲C的等離子激發60滿。科學進步11(7);二:10.1126/sciadv.ads0494