Gracias al trabajo de científicos de Cracovia, la ciencia estudiará el fenómeno del attosegundo

El fenómeno de los attosegundos (la trillonésima parte de un segundo) constituye la base de los procesos químicos y biológicos. Las reacciones relacionadas con, por ejemplo, cambios en la configuración electrónica se desarrollan muy rápidamente. Debido a que son comunes, los científicos quieren observarlos para aprender los conceptos básicos de los procesos biológicos y químicos. Actualmente, tenemos un éxito moderado en la observación de tales fenómenos. Sin embargo, esto puede cambiar Gracias al trabajo de científicos del Instituto de Física Nuclear de la Academia de Ciencias de Polonia.

Actualmente, podemos rastrear el curso de operaciones rápidas gracias al láser de electrones libres de rayos X (XFEL, X-Ray Free-Electron Laser). Solo unos pocos laboratorios en el mundo tienen instrumentos tan grandes, complejos y costosos. Los XFEL generan ráfagas de rayos X que duran unos pocos femtosegundos (milisegundos bilaterales). Las dos técnicas de medición principales utilizadas por los científicos que trabajan con XFEL son la espectroscopia de rayos X y la difracción de rayos X. Sin embargo, ninguno de estos métodos permite observar fenómenos más cortos que la duración del pulso láser. Por lo tanto, los procesos más cortos, como se observó por ejemplo en el XFEL europeo cerca de Hamburgo, tardaron 5 femtosegundos.

Unos pocos femtosegundos es muy poco, pero aún no es el ámbito de los físicos atofísicos. Para llegar allí, utilizamos la cronoscopia, una técnica que analiza los cambios en la forma de los impulsos a lo largo del tiempo.Dr. Wojciech Pachuki de IFJ PAN, autor principal del artículo publicado en Applied Science. Los autores del trabajo demostraron teóricamente que es posible medir la forma de motivación en el tiempo. Esto quiere decir que si tenemos, digamos, un pulso de 20 femtosegundos y vamos a poder reproducir su estructura temporal en 100 puntos, podremos observar fenómenos que duran 20/100, o 1/5 de femtosegundo. Y eso es 200 attosegundos, o el rango de attosegundos que nos interesa.

Eso sí, conviene recordar en este punto que antes era posible conseguir una resolución temporal inferior a 1 femtosegundo, pero estaba asociado a la necesidad de reducir significativamente la intensidad del rayo láser. Esto a su vez significó que la muestra de prueba tuvo que ser irradiada durante varias horas, lo que hizo imposible realizar mediciones funcionales. La cronoscopia de rayos X carece de este inconveniente.

Sin embargo, los autores del estudio señalan que se necesitan varios años más para que se convierta en una tecnología de laboratorio estándar. Por otro lado, es optimista que el método de medición propuesto por científicos de la Academia Polaca de Ciencias No se limita al láser de electrones libres, sino que es universal. Por tanto, también se puede utilizar con éxito en el caso de otras fuentes que generan pulsos muy cortos de rayos X, como el Centro de Infraestructura de Luz Extrema, ubicado cerca de Praga.Y lo confirma el médico calificado Jakub Slachitko.

Instituto Atoskunda de Física Nuclear de la Academia de Ciencias de Polonia