تسجيل ولادة النانو بلازما

نجح فريق دولي من الباحثين في تسجيل ولادة نانو بلازما لأول مرة. في ورقتهم المنشورة في دورية Physical Review Letters ، تصف المجموعة كيف أنجزوا هذا الإنجاز وما تعلموه منه.

نانوبلازما ، كما يوحي الاسم ، هي بلازما تحدث في المقياس النانوي. اكتشف العلماء أن بإمكانهم إنشاء واحدة عن طريق إطلاق ليزر على مجموعة صغيرة جدًا من الذرات - وهذا هو جزء من علم دراسة الأجسام النانوية لمعرفة المزيد عن خصائصها. ولهذه الغاية ، يرغب العلماء في معرفة ما يحدث عندما تتشكل النانوبلازما ، ولكنهم وجدوا صعوبة في تحديدها لأن التكوين يحدث بسرعة. في هذا الجهد الجديد ، اتخذ الباحثون خطوة نحو هذا الهدف من خلال تطوير طريقة لتسجيل عملية ولادة نانو بلازما.

تضمنت التقنية عزل مجموعة من ذرات الزينون تقرب من 5000 في حجرة مفرغة ثم إطلاق نبضة ليزر الأشعة السينية عندها ، مما تسبب في تشكيل النانوبلازما. لتسجيل العملية ، قاموا بإطلاق ليزر ثاني على الكتلة - هذا واحد مع شعاع الأشعة تحت الحمراء - وسجلت نمط الامتصاص الذي خلقته. بإطلاق الليزر الثاني مرارًا وتكرارًا في وقت من وقت الفمتوثانية وتسجيل الأنماط بعد كل انفجار ، تمكن الباحثون من إنشاء فيديو من اللقطات التي تم إنشاؤها.

في دراسة الفيديو الذي قاموا بإنشائه ، وجد الباحثون أن الإلكترونات التي أُجبرت للخروج من الذرات بسبب انفجار الليزر لم تغادر جميعها في نفس الوقت. وبدلاً من ذلك ، وجدوا أنه بعد 10 فمتوثانية فقط ، استوعب الكثير من الذرات بعضًا من طاقة الليزر مع الاحتفاظ بإلكتروناتها ، وفقد آخرون عددًا قليلًا منهم. بعد ذلك ، كان الجاذبية بين الإلكترونات الحرة والأيونات الموجبة هي التي تحتضن النانوبلازما النامية معاً. هذه الحالة أدت إلى الكثير من التصادمات التي أدت إلى تقاسم الطاقة بين الذرات. وقد ذكر الباحثون أن هذا هو إثارة الذرات التي لعبت دورًا مهمًا في هجرة الطاقة - وهو أمر لم يسبق رؤيته من قبل. ويخلصون إلى أن تقنيتهم ​​تقدم أداة جديدة قيّمة لدراسة المادة النانوية.

اعداد وترجمة / فادي طارق 

المصدر