Ученым удалось разработать самую оперативную в мире камеру, позволяющую в режиме реального времени фиксировать перемещение электронов. Специалистам из Института фотонных наук (ICFO) поддалось создание изолированного импульса мягкого рентгеновского излучения, продолжительность которого составила всего 19,2 аттосекунды. Благодаря этому необычайно короткому и интенсивному световому импульсу появилась уникальная возможность изучать процессы, которые ранее было невозможно измерить напрямую. Это связано с тем, что перемещение электронов в химических реакциях, материалах и биологических молекулах протекает в аттосекундном диапазоне времени.
Это достижение стало результатом десяти лет работы. Впервые в 2015 году группа ученых под руководством профессора Йенса Бигерта смогла выделить аттосекундные импульсы в области мягкого рентгеновского излучения. Однако точное определение их продолжительности представляло собой сложную задачу. Решающим фактором стало применение новой методики восстановления формы импульса, созданной ведущим автором исследования, доктором Фернандо Ардана-Ламасом. Благодаря этой разработке удалось окончательно зафиксировать рекордную продолжительность вспышки, которая оказалась меньше фундаментальной единицы времени, измеряемой на атомном уровне.
Мягкое рентгеновское излучение обладает уникальной способностью идентифицировать отдельные атомы на основе их спектральных характеристик. Сверхкороткие импульсы этого типа позволяют исследователям наблюдать в режиме реального времени, как происходит перераспределение электронов вокруг отдельных атомных ядер во время химических реакций, фазовых переходов или передачи энергии.
Это создает уникальные возможности для проведения исследований в сфере фотокатализа, фотовольтаики, коррелированных материалов и квантовых технологий. По словам профессора Бигерта, благодаря созданной базе, перед учеными открываются широкие возможности для непосредственного изучения основных процессов, влияющих на свойства материи.