von Light Publishing Center, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics And Physics, CAS
Einem Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Dong Eon Kim von der Pohang University of Science and Technology und Professor zum ersten Mal spinnenbein- und fischgrätenartig.
Das Team nutzte nahezu einzyklische Laserpulse, um nicht nur spinnenbein- und fischgrätenartige Muster aufzudecken und zu identifizieren, sondern auch den Gouy-Phaseneffekt auf dem Elektronenhologramm. Diese Arbeit eröffnet einen Weg zur korrekten Extraktion der internuklearen Trennung eines Zielmoleküls aus einem holographischen Muster.
Die Forschungsarbeit ist veröffentlicht im Tagebuch Licht: Wissenschaft und Anwendungen.
Herkömmliche bildgebende Verfahren wie die Röntgenbeugung haben ihre Grenzen bei der Erfassung der schnellen Bewegung von Elektronen innerhalb von Molekülen. Dieser neue Ansatz, der auf der Starkfeld-Photoelektronenholographie (SFPH) basiert, verspricht, unser Verständnis dieser Grundbausteine mit einer beispiellosen Auflösung zu revolutionieren.
Durch die Verwendung von trägerhüllkurvenphasengesteuerten, nahezu einzyklischen Laserpulsen war das Team in der Lage, unterschiedliche holographische Muster klar zu visualisieren und zu identifizieren und Details der Elektronendynamik innerhalb eines Zielmoleküls aufzudecken, da Interferenzmuster zwischen den Zyklen zuvor gestört waren SFPH-Messungen wurden unterdrückt.
„Zum ersten Mal wurden diese Muster direkt beobachtet“, erklärte Professor Kim. „Unser Ansatz ermöglicht es uns, das Elektronenverhalten auf einer Attosekunden-Zeitskala zu steuern [an attosecond is a billionth of a billionth of a second].“
Die Forscher demonstrierten die Leistungsfähigkeit ihrer Methode, indem sie Strukturinformationen über das Zielmolekül extrahierten. Die Ergebnisse finden Anwendung in Bereichen von Chemie und Biologie bis hin zu Materialwissenschaften.
Wichtig ist, dass dieser neue Ansatz einfacher ist als frühere Methoden, die oft mehrere Messungen erfordern. Dieser Fortschritt ist vielseitig und kann mit anderen Techniken kombiniert werden, um eine noch präzisere Kontrolle und Einblicke zu ermöglichen.
„Unsere Arbeit eröffnet spannende Möglichkeiten für die Untersuchung der Molekulardynamik und die Kontrolle chemischer Reaktionen“, sagte Professor Kim.
Mehr Informationen:
Tsendsuren Khurelbaatar et al, Strong-field photoelectron holography in the subcycle limit, Licht: Wissenschaft und Anwendungen (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01457-7
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