Аттосекундные жёсткие рентгеновские импульсы на лазере на свободных электронах: средняя длительность 170 ас

В статье в Nature описана метрология аттосекундных жёстких рентгеновских импульсов, генерируемых на рентгеновских лазерах на свободных электронах. Интенсивностная автокорреляция, измеренная непосредственно во временной области, даёт среднюю длительность импульса 170 аттосекунд doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗. Работа опирается на широкополосную рентгеновскую линию расщепления и задержки, которая формирует пары импульсов с контролируемой задержкой doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.

Зачем нужна метрология импульсов

Субангстремное пространственное разрешение в сочетании с аттосекундным временным разрешением позволяет напрямую наблюдать движение электронов в веществе, пишут авторы doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗. Аттосекундные жёсткие рентгеновские импульсы рентгеновских лазеров на свободных электронах обеспечивают нужную пространственно-временную чувствительность. Однако их применение ограничивало отсутствие точной метрологии и контроля импульсов doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.

Что измерили

Измерения корреляции поля впервые дали характеристику времени когерентности импульса во временной области doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗. Те же измерения показали аттосекундную синхронизацию между сформированными парами импульсов doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗. Эти два результата характеризуют сами импульсы и показывают, что задержка между членами пары контролируется на аттосекундном масштабе.

Для длительности авторы использовали несеквенциальное двухфотонное поглощение как нелинейный зонд. Интенсивностная автокорреляция на его основе определяет среднюю длительность импульса прямо во временной области, полученное значение — 170 ас doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗. Это среднее по импульсам значение, как сообщают авторы.

Предполагаемые применения

Авторы заявляют, что представленные экспериментальные средства и методы позволяют систематически проводить аттосекундные эксперименты с временным разрешением. Среди них названы рентгеновская спектроскопия и дифракция по схеме «рентгеновская накачка — рентгеновский зонд» doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗. По словам авторов, подход открывает путь к исследованию электронных явлений с беспрецедентным пространственно-временным разрешением doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.

Доступный материал — аннотация статьи, полный текст закрыт подпиской. Поэтому детали об установке, параметрах прибора и статистике измерений здесь не приводятся.