Naukowcy z Technical University of Denmark i Stanford University osiągnęli przełom w badaniach materiałów, filmując fale dźwiękowe w strukturze diamentu za pomocą wolno-elektronowego lasera rentgenowskiego (XFEL). To pierwszy przypadek, kiedy udało się to osiągnąć. Osiągnięcie to pozwoli na lepsze zrozumienie struktury krystalicznej materiałów i ich reakcji na różne zjawiska, co ma kluczowe znaczenie dla nauk o materiałach i geologii.
Aby dokładnie badać materiały na mikroskalach, naukowcy korzystają z urządzeń takich jak wolno-elektronowe lasery rentgenowskie, takie jak ten w Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). Te urządzenia tworzą „filmy”, rejestrując zachodzące procesy atomowe wewnątrz struktury krystalicznej materiału. Teraz po raz pierwszy naukowcy z Technical University of Denmark i Stanford University sfilmowali fale dźwiękowe w krysztale diamentu. Badacze osiągnęli to, filmując próbkę kryształu z niezwykłą precyzją, ponieważ fala istnieje wewnątrz kryształu tylko przez jedną milionową sekundy. Wyniki badań opublikowano we wrześniu w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Za pomocą ultra-szybkich i ultra-jasnych impulsów laserowych w SLAC’s Linac Coherent Light Source (LCLS), zespół dokładnie zmierzył te zjawiska akustyczne z dokładnością na poziomie subpikosekundy – poziomu szczegółowości, który nigdy wcześniej nie został uchwycony. Co istotne, naukowcy byli w stanie uchwycić te fale dźwiękowe w sposób nieinwazyjny, co pomogło zachować integralność strukturalną próbki.
Ten przełomowy osiągnięcie otwiera drzwi do badania szerokiego zakresu ultra-szybkich zjawisk strukturalnych, które dotąd były poza zasięgiem nauki. Wizualizacja procesów strukturalnych na skali czasowej krótszej niż mikrosekunda jest istotna dla fizyki ciała stałego, nauk o materiałach i geologii.
Zrozumienie tych subtelnych niuansów na bardzo małych skalach może także dostarczyć istotnych informacji o zjawiskach na dużą skalę, takich jak to, dlaczego niektóre materiały wzmacniają się, podczas gdy inne rozbijają się pod wpływem tej samej siły. Naukowcy nadal potrzebują lepszego zrozumienia „zdarzeń inicjujących” zachodzących na bardzo krótkich skalach czasowych, ale ten przełom zbliża nas do zapełnienia tych luk w naszej wiedzy.
Źródło: Yahoo News
