O XLEAP permite que os cientistas vejam movimentos de elétrons de um segundo

Cientistas do Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC do Departamento de Energia inventaram uma maneira de observar movimentos de elétrons com fortes explosões de um laser de raios-X. A nova técnica permite que os cientistas medam movimentos de elétrons usando rajadas de laser de apenas 280 attosegundos. Um attosegundo é um bilionésimo de bilionésimo de segundo.

A tecnologia por trás da descoberta é chamada de geração de pulso de attosegundos aprimorada a laser de raio X ou XLEAP. A nova tecnologia é um avanço significativo para o qual os cientistas vêm trabalhando há anos e abre caminho para estudos inovadores sobre como os elétrons se movem em torno de moléculas em processos cruciais na biologia, na química e na ciência dos materiais, entre outros.

A equipe afirma que, até agora, era possível observar os movimentos dos núcleos atômicos, mas os movimentos eletrônicos muito mais rápidos que conduzem as reações químicas estavam embaçados. O XLEAP permitirá que o laser de raios X veja como os elétrons se movem e como isso prepara o cenário para a química a seguir. A equipe acredita que estudos sobre as escalas de tempo permitidas pelo XLEAP podem revelar coisas como a absorção de luz durante a fotossíntese quase instantaneamente empurra elétrons e inicia a cascata de outros eventos que resultam na geração de oxigênio.

Experimentos mostraram que a equipe do XLEAP pode produzir pares precisos de pulsos de raios X de attosegundo que podem colocar elétrons em movimento e registrar esses movimentos. Os instantâneos podem ser agrupados para criar filmes de ação interrompida. O XLEAP é descrito como um grande avanço que fornece aos cientistas uma ferramenta inovadora para observar e controlar o movimento de elétrons em locais atômicos individuais em sistemas complexos.

A equipe planeja otimizar ainda mais seu método, e essa otimização pode levar a pulsos mais intensos e possivelmente mais curtos. A equipe também está se preparando para o LCLS-II, a atualização de seu sistema de usuário que pode disparar até um milhão de pulsos de raios X por segundo, 8 mil vezes mais rápido do que antes.

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