کوانتوم در جستجوی نیرو های درون مولکولی ، محققان نشر نوری الکترون ها را اندازه گرفتند - وبلاگ بارسلونا

به گزارش وبلاگ بارسلونا، فیزیکدانان بین المللی با همکاری یکدیگر آزمایش هایی را برای بررسی نیرو های درون مولکولی انجام دادند و پیروز به اندازه گیری نشر نوری الکترون ها شدند.

به گزارش خبرنگار فناوری وبلاگ بارسلونا، فیزیکدانان زمان تحریک الکترون های ساطع شده از اتم ها در یک مولکول برانگیخته بر اثر تحریک با نور لیزر را اندازه گیری کردند. این امر باعث شده تا آن ها بتوانند تاثیر خود مولکول را بر سینتیک انتشار اندازه گیری کنند.

انتشار نوری (نشر الکترون ها در پاسخ به تحریک نوری) یکی از اساسی ترین فرآیند ها در عالم کوچک است. انرژی جنبشی الکترون ساطع شده برای اتم مورد نظر معین شده و به طول موج نور به کار رفته وابسته است. اما این فرآیند چه مدت طول می کشد؟ و آیا صرفنظر از اینکه الکترون از یک اتم منفرد یا از اتم مولکول ساطع می شود، فرآیند به یک اندازه زمان می برد؟ یک گروه بین المللی از محققان با سرپرستی فیزیکدانان در آزمایشگاه LPA در دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ (LMU) و موسسه کوانتوم نوری مکس پلانک (MPQ) اکنون تاثیر این مولکول را در زمان نشر نوری اندازه گیری کرده اند.

توضیحات نظری نشر نوری در سال 1905 توسط آلبرت انیشتین پیشرفتی در فیزیک کوانتوم نشان داد و جزئیات فرآیند علاقه مستمری در دنیای علم و فراتر از آن ایجاد کرد. اینکه چگونه حرکت یک ذره کوانتومی اساسی مانند الکترون داخل یک محیط مولکولی تحت تاثیر قرار می گیرد، تاثیر بسزایی در درک ما از فرآیند نشر نوری و نیرو هایی که مولکول ها را کنار هم نگه می دارد، خواهد گذاشت.

در یک همکاری نزدیک با محققان دانشگاه پادشاهی سعودی (KSU) در ریاض، گروه LAP اکنون معین کردند چه مدت طول می کشد تا الکترون ها از یک اتم درون مولکول نشرنوری انجام دهند. زمان اندازه گیری شده در دامنه چند میلیارد، میلیارد از یک ثانیه بوده است.

محققان برای تحریک الکترون هدف، طیف وسیعی از پالس ها را در ناحیه اشعه ایکس استفاده کردند. استفاده از یادگیری ماشینی به بهبود دقیق تحلیل داده های تجربی کمک کرده و منجر به مقایسه دقیق تر با پیش بینی های نظری شده است. ماتیاس کلینگ، رئیس گروه تصویربرداری فوق سریع و نانوفوتونیک در گروه LAP توضیح داد: درنهایت، مقایسه داده های تجربی با شبیه سازی های نظری تاثیر مولکول بر زمانی که الکترونی برای فرایند نشر نوری نیاز دارد را نشان داد.

محققان دریافتند که تاخیر ناشی از محیط مولکول با کاهش انرژی پالس های نوری، بزرگتر می شود. ضربه اولیه به انداره ای باشد که الکترون بتواند از مولکول جدا شود، تاثیر نیرو هایی که مولکول ها را کنار هم نگه می دارد بزرگتر از زمانی است که ضربه به اندازه کافی پرانرژی است تا بتواند سریعتر آن ها را بیرون بکشد.

الکساندر لاندسمان از دانشگاه ایالتی اوهایو در ایالات متحده گفت: مشاهدات ما نشان می دهد که آزمایش های ردیابی زمان نشرنوری به ما اجازه می دهد تا درباره نیرو های درون مولکولی بیشتر یاد بگیریم. این مطالعات درک ما از اثرات کوانتومی در مولکول ها و واکنش های شیمیایی را بهبود می بخشد.