研究者は超高速レーザー実験を使用して、原子の周りに形成された気泡がエネルギー伝達を加速できることを発見しました

超高速レーザーを使った実験では、原子の周りに形成された気泡がエネルギーの伝達を加速できることが示されています。 これらの発見は、放射線被曝に対する生体組織の反応をさらに理解するのに役立ちます。 エネルギーは、移動、放出、崩壊などの一連のプロセスを通じて、原子または分子システムを流れます。 ボール（エネルギー）を他の人（別の粒子）に渡すのと同じように、詳細の一部を視覚化できますが、通過速度はまばたきよりも速いため、交換の詳細がわかりません。

同じ交換が忙しい部屋で行われ、他の人があなたにぶつかり、通常は配達が複雑で遅くなると想像してみてください。次に、全員が一歩下がって安全なバブルを作成し、コミュニケーションが妨げられることなく進行できるようにすると、コミュニケーションがどれだけ速くなるか想像してみてください。

コネチカット大学の物理学教授であるノラ・ベラとポスドク研究者で主執筆者のアーロン・ラフォルジュ（アーロン・ラフォルジュ）が率いる国際科学チームは、超高速レーザーを使用して、この気泡媒介2つの2つのヘリウム原子を目撃しました。その結果は「PhysicalReviewX」に掲載されました。


LaForgeは、原子間のエネルギー交換を測定するには、ほとんど想像を絶する高速測定が必要であると述べています。 LaForge氏は次のように述べています。「より短い時間スケールが必要な理由は、原子や分子などの微視的システムを見ると、その動きがフェムト秒（10〜15秒）のオーダーで非常に速いためです。彼らは動く。数オングストローム（10-10メートル）の時間」。

LaForgeは、これらの測定はいわゆる自由電子レーザーで行われると説明しました。このレーザーでは、電子が光速近くまで加速され、次にいくつかの磁石のセットを使用して、電子が強制的に変動し、その結果、電子が短く放出されます。波長光。 LaForge氏は次のように述べています。「超高速レーザーパルスを使用すると、プロセスを時間分析して、何かが発生する速度を把握できます。」

実験の最初のステップは、プロセスを開始することです。LaForgeは、次のように述べています。この場合、最初にヘリウムナノドロップで2つの気泡の形成を開始し、次に2番目のパルスを使用して、それらが相互作用できる速度を決定しました。」

2番目のレーザーパルスで、研究者は気泡の相互作用を測定しました。2つの原子を励起した後、原子の周りに2つの気泡が形成されました。次に、周囲の原子や分子を押すことなく、原子が移動して相互作用することができます。

ヘリウムは周期表で最も単純な原子の1つであるため、モデルシステムとしてヘリウムナノドロップが使用されます。これは、LaForgeが重要な考慮事項であると説明しています。ナノ液滴には約100万個のヘリウム原子が含まれていますが、その電子構造は比較的単純であり、システムで考慮する要素が少なく、相互作用を明確にするのが簡単です。