Een internationaal team van onderzoekers heeft voor het eerst met succes de geboorte van een nanoplasma geregistreerd. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven, de groep beschrijft hoe ze deze prestatie hebben geleverd en wat ze ervan hebben geleerd.

nanoplasma, zoals de naam impliceert, is een plasma dat op nanoschaal voorkomt. Wetenschappers hebben ontdekt dat ze er een kunnen maken door een laser af te vuren op een heel klein cluster van atomen - dit maakt deel uit van de wetenschap van het bestuderen van objecten op nanoschaal om meer te weten te komen over hun eigenschappen. Daartoe, wetenschappers willen weten wat er gebeurt als nanoplasma wordt gevormd, maar hebben het moeilijk gevonden om te bepalen omdat de vorming zo snel gaat. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een stap in die richting gezet door een manier te ontwikkelen om het geboorteproces van een nanoplasma vast te leggen.

De techniek omvatte het isoleren van een cluster van ongeveer 5000 xenon-atomen in een vacuümkamer en er vervolgens een röntgenlaserpuls op afvuren - waardoor het nanoplasma ontstond. Om het proces vast te leggen, ze vuurden een tweede laser af op het cluster - deze met een infraroodstraal - en registreerden het absorptiepatroon dat het creëerde. Door de tweede laser keer op keer af te vuren met een femtoseconde tijdresolutie en de patronen vast te leggen na elke ontploffing, van de gemaakte snapshots konden de onderzoekers een video maken.

Bij het bestuderen van de video die ze hadden gemaakt, de onderzoekers ontdekten dat de elektronen die door de laserstraal uit de atomen werden geperst, niet allemaal tegelijk vertrokken. In plaats daarvan, ze ontdekten dat na slechts 10 femtoseconden, veel van de atomen hadden een deel van de laserenergie geabsorbeerd terwijl ze hun elektronen behielden, en een paar anderen verloren de hunne. Daarna, het was de aantrekkingskracht tussen de vrije elektronen en de positieve ionen die het zich ontwikkelende nanoplasma bij elkaar hielden. Deze toestand leidde tot veel botsingen die resulteerden in het delen van energie tussen de atomen. De onderzoekers melden dat het de opwinding van de atomen was die een belangrijke rol speelde bij de migratie van energie - iets dat nog nooit eerder was gezien. Ze besluiten door te suggereren dat hun techniek een waardevol nieuw hulpmiddel biedt voor de studie van materie op nanoschaal.

© 2018 Fys.org