Yeni bir deney, darbeli lazer ışığı elektronları atomlarından çekerken ve sonra geri gelmeye zorlarken elektronların yollarını izliyor. Yirmi yıl önce Ferenc Krausz, Theodor Hänsch ve arkadaşları femtosaniye süreli yakın kızılötesi (NIR) lazer kullanarak neon atomlarını birkaç yüz atosaniye süren aşırı morötesi (XUV) ışık darbeleri yaymaya zorladılar. Devrim niteliğindeki bu başarı, lazerin güçlü salınımlı elektrik alanının atomlardan değerlik elektronlarını koparıp yarım döngü sonra geri fırlatmasıyla mümkün olmuştur.
2003’teki gösterinin aksine, Tobias Heldt ve Almanya’nın Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü’nden meslektaşları şimdi yepyeni bir deneysel yöntem yarattılar. Bunu attosaniye XUV darbeleri kullanarak yaptılar.
Almanya’daki Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü’nden Tobias Heldt ve meslektaşları 2003’teki gösterinin aksine şimdi yepyeni bir deneysel teknik yarattılar. Değerlik elektronlarını attosaniye XUV darbeleriyle serbest bıraktıktan sonra femtosaniye NIR lazer darbelerine verdikleri tepkileri izlediler.
Helyum gazı birkaç döngülük femtosaniye NIR darbesine maruz kalıyor ve elektronlar birbirinden ayrılıp tekrar çarpıştığında atomların dipol momentleri değişiyor. Bu değişiklikler daha sonra gazın soğurma spektrumunda görülebilir. Heldt ve ekibi dalgalanmaları ölçmek ve elektronların yörüngelerini bunlardan tahmin etmek için yola çıktı.
Deneylerinde, attosaniye XUV darbesi iki işlevi yerine getirmiştir. Elektronları NIR darbesine maruz bırakmak için helyum atomlarını iyonize etti. Ayrıca, değişen dipol momentlerini bozdu. Bilim insanları, dipollerin spektral izini ölçmek için bir ızgara spektrometresi kullandılar ve bu iz daha sonra XUV darbesinde kayboldu.
Heldt’in grubu, elektronların atomlarıyla tekrar tekrar çarpışırken yollarını takip etmenin mümkün olduğunu keşfetti. Dahası, ilk iyonizasyonu yaratmak için XUV darbesi kullanıldığından, dipol dalgalanmalarına neden olan NIR lazer oldukça hafif olabilir.
Heldt’in ekibi elektronun kuantum karakterini sergilediği bir bölgeyi incelemek için daha düşük yoğunluklar kullanırken, Krausz, Hänsch ve meslektaşları elektronları geleneksel olarak ele alınabilecek yörüngelere göndermek için yüksek yoğunluklu NIR darbeleri kullandılar.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s61
