Ученые создали самую быструю в мире камеру, способную в реальном времени отслеживать движение электронов. Исследователям из испанского Института фотонных наук (ICFO) удалось сгенерировать изолированный импульс мягкого рентгеновского излучения длительностью всего 19,2 аттосекунды.
Этот рекордно короткий и яркий всплеск света открывает прямую возможность наблюдать за процессами, которые раньше были недоступны для прямого измерения, поскольку движение электронов в химических реакциях, материалах и биологических молекулах происходит именно на аттосекундных временных масштабах.
Достижение стало кульминацией десятилетней работы. Еще в 2015 году группа под руководством профессора Йенса Бигерта впервые смогла изолировать аттосекундные импульсы в области мягкого рентгена. Однако точное измерение их длительности оставалось серьезной проблемой. Прорыв стал возможен благодаря новому методу восстановления формы импульса, разработанному ведущим автором исследования доктором Фернандо Ардана-Ламасом. Именно эта методика позволила окончательно подтвердить рекордную продолжительность вспышки, которая опустилась ниже фундаментального порога, известного как атомная единица времени.
Мягкое рентгеновское излучение обладает уникальной способностью «опознавать» конкретные атомы по их спектральным отпечаткам. Сверхкороткие импульсы такой природы позволяют ученым в реальном времени видеть, как электроны перераспределяются вокруг отдельных атомных центров в момент химических превращений, фазовых переходов или переноса энергии.
Это открывает беспрецедентные возможности для исследований в области фотокатализа, фотовольтаики, коррелированных материалов и квантовых технологий. Как отмечает профессор Бигерт, теперь, когда фундамент заложен, перед наукой открываются безграничные перспективы для прямого наблюдения за фундаментальными процессами, определяющими поведение материи.