أضواء على الأبحاث

رصد إلكترون أثناء حركته بسرعة فائقة 

  • Published online:

Credit: Carlos Clarivan/Science Photo Library

يمكن الاعتماد على موجات ضوئية مزدوجة لرصد إلكترون واحد أثناء حركته داخل الذَّرة، والتحكم فيه؛ علمًا بأن هذه الحركة تحدث في مدًى زمنيٍّ لا يتجاوز جزءًا من ألف تريليون جزء من الثانية.

لطالما كان الفيزيائيون قادرين على التقاط صور للذرات المُفرَدة، عن طريق إطلاق حزمة من الإلكترونات صوب هدف معين. أما تتبُّع التغيرات التي تطرأ على ترتيب إلكترونات الذَّرة، فيمثل تحديًا أكبر بكثير، بالنظر إلى أن هذه التغيرات تستغرق وقتًا قصيرًا للغاية. 

وقد تمكَّن تاتسو كانياسو، الباحث في مختبر الإشعاع السنكروتوني المسمَّى "ساجا لايت سورس" SAGA Light Source، ومقرُّه اليابان، بمعاونة زملائه، من إحداث هذه التغيرات السريعة في ذَرّة غاز الزينون (الموضحة بالصورة). عرَّض العلماء الذَّرة لأزواج من النبضات الضوئية بالغة القِصَر، صادرة من سنكروترون، وهو نوع من معجلات الجسيمات. وبعد ذلك، رصدوا حركة الإلكترون الناتجة عن التفاعل بين الذَّرة والنبضات الضوئية، ووجدوا أنه يمكن التحكم في هذه الحركة عن طريق ضبط الفاصل الزمني بين النبضتين على نحوٍ دقيق.

ويشير الباحثون إلى أن النهج الذي اتبعوه يمكن الاستعانة به في رصد حركة الإلكترونات فائقة السرعة في طيفٍ عريض من العناصر، والتحكم فيها. 

Phys. Rev. Lett. (2021)