Wetenschap
Het team observeert twee verschillende holografische patronen met ultrasnelle beeldvorming
Een team van wetenschappers onder leiding van professor Dong Eon Kim van de Pohang University of Science and Technology en professor X. Lai van de Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology heeft een doorbraak bereikt in ultrasnelle beeldvorming door afzonderlijk en duidelijk twee verschillende holografische patronen te observeren, voor het eerst spinnenpoot- en visgraatachtig.
Het team gebruikte laserpulsen met bijna één cyclus om niet alleen spinpoot- en visgraatachtige patronen te onthullen en identificeren, maar ook het Gouy-fase-effect op het elektronenhologram. Dit werk opent een weg voor het correct extraheren van de internucleaire scheiding van een doelmolecuul uit een holografisch patroon.
Het onderzoeksartikel is gepubliceerd in het tijdschrift Light:Science &Applications .
Traditionele beeldvormingsmethoden, zoals röntgendiffractie, hebben beperkingen bij het vastleggen van de snelle beweging van elektronen binnen moleculen. Deze nieuwe aanpak, gebaseerd op strong-field foto-elektronenholografie (SFPH), belooft een revolutie teweeg te brengen in ons begrip van deze fundamentele bouwstenen met een ongekende resolutie.
Door gebruik te maken van carrier-envelop-fase-gecontroleerde laserpulsen met bijna één cyclus, kon het team verschillende holografische patronen duidelijk visualiseren en identificeren, waardoor details van de elektronendynamica binnen een doelmolecuul werden onthuld, omdat interferentiepatronen tussen de cycli die eerder de SFPH-metingen zijn onderdrukt.
"Voor het eerst zijn deze patronen direct waargenomen", legt professor Kim uit. "Onze aanpak stelt ons in staat het gedrag van elektronen te controleren op een tijdschaal van attoseconden [een attoseconde is een miljardste van een miljardste van een seconde]."
De onderzoekers demonstreerden de kracht van hun methode door structurele informatie over het doelmolecuul te extraheren. De resultaten vinden toepassingen op gebieden variërend van chemie en biologie tot materiaalkunde.
Belangrijk is dat deze nieuwe aanpak eenvoudiger is dan eerdere methoden, waarvoor vaak meerdere metingen nodig zijn. Deze vooruitgang is veelzijdig en kan worden gecombineerd met andere technieken om nog nauwkeurigere controle en inzichten te bieden.
"Ons werk opent opwindende wegen voor het bestuderen van de moleculaire dynamiek en het beheersen van chemische reacties", zegt professor Kim.