Zdroj: Pixabay

Elektrony surfují na světelné vlně

Ponderomotorická síla vytlačuje elektrony z oblastí s vysokou světelnou intenzitou.

Fyzici z Univerzity Karlovy studovali interakci mezi elektrony a světlem v novém režimu, ve kterém se elektrony zachytí v optické záznějové vlně. Výsledná manipulace s energetickými spektry elektronů může přinést zajímavé aplikace v elektronové mikroskopii a spektroskopii.

Elektronová mikroskopie je velmi důležitou součástí mnoha vědních oborů, jelikož umožňuje zobrazovat předměty z nanosvěta s atomovým prostorovým rozlišením či zkoumat složení a strukturu látek. Její rozvoj je podmíněn možností kontrolovat elektronové svazky s co největší přesností. Kromě statických obrázků, které jsou snímány v klasických elektronových mikroskopech, lze pomocí pulzních svazků elektronů zkoumat také dynamické procesy odehrávající se na extrémně krátkých časových škálách pikosekund či femtosekund (10 na ‑12 až 10 na ‑15 s).

Manipulace s elektronovými svazky v elektronovém mikroskopu je velice podobná šíření světelných vln v optickém mikroskopu. Pomocí elektronových čoček lze vytvořit vhodné prostorové rozložení elektrostatického či magnetického pole, které umožňuje elektrony fokusovat a přenést zvětšený obraz vzorku na detektor. Klasická elektronová optika ovšem neumožňuje kontrolu elektronových balíků v časové oblasti, která je nezbytná pro zobrazování dynamických procesů v mikrosvětě s vysokým časovým a prostorovým rozlišením. Ovládání elektronových svazků v časové oblasti femtosekund bylo v nedávné době umožněno díky jejich interakci s laserovým světlem. Elektrony šířící se ve vakuu mohou být rozkmitány elektromagnetickým polem světla. Pokud optické pole dostatečně zesílíme, začne se projevovat tzv. ponderomotorická síla, která vytlačuje elektrony z oblastí s vysokou světelnou intenzitou. Pokud tedy vytvoříme světelnou vlnu, jejíž intenzita se v prostoru mění, např. svazek světla vycházejícího z laseru, působí tato síla na procházející nabité částice.

Fyzici zkoumali, jak se chovají elektrony, pokud se pohybují v potenciálu vytvořeném optickou záznějovou vlnou vytvořenou dvěma laserovými svazky. „K našemu překvapení se ukázalo, že pokud necháme elektrony surfovat na vlně po delší dobu, přináší tento režim zajímavé výsledky. Pokud se správně nastaví experimentální podmínky, je možné elektrony selektivně urychlit či zpomalit, vytvářet úzká spektra či extrémně krátké elektronové pulzy. Tato teoretická studie nám poskytuje další motivaci pro výzkum v rámci ERC projektu eWaveShaper, který je zaměřený na experimentální výzkum ovládání elektronů pomocí světla,“ popisuje dr. Martin Kozák z Katedry chemické fyziky a optiky MFF UK, jeden z autorů článku publikovaného v časopisu Physical Review Letters.

tisková zpráva MFF UK

Archeologové odkryli pod Řípem pohřební konstrukci podobnou megalitickým hrobkám

Po loňském výzkumu mohyl v nedalekých Dušníkách a ve Vražkově se letos práce soustředí na …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close