Un equipo encabezado por el profesor Frank Stienkemeier en el Instituto de Física de Friburgo y el Dr. Marcel Mudrich, profesor de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, ha observado la reacción ultrarrápida de nanodropletas de helio después de la excitación con radiación ultravioleta extrema XUV usando un dispositivo libre-electron laser en tiempo real. Los investigadores han publicado sus hallazgos en el último número de Comunicaciones de la naturaleza .
Los láseres que generan pulsos de rayos XUV y XUV ultracortos y de alta intensidad brindan a los investigadores nuevas opciones para investigar las propiedades fundamentales de la materia con gran detalle. En muchos de estos experimentos, las muestras de material en el rango de nanómetros son de particular interés. Algunos científicosusan gotas de helio no más grandes que unos pocos nanómetros como medio para transportar y estudiar moléculas incrustadas y nanoestructuras moleculares. Las gotas de helio son ideales para este propósito porque poseen propiedades extraordinarias. A una temperatura extremadamente baja de solo 0.37 grados por encima del cero absoluto,se mueven sin fricción y, por lo tanto, se consideran superfluidos. Además, las gotas de helio generalmente son inertes a los procesos químicos de las moléculas incrustadas y son completamente transparentes a la luz infrarroja y visible.
El equipo dirigido por Stienkemeier y Mudrich quería descubrir cómo reacciona una de estas gotas superfluidas cuando es golpeada directamente por un intenso pulso láser XUV. Los investigadores utilizaron el primer y único FERMI láser de electrones libres en Trieste, Italia,que entrega pulsos XUV de alta intensidad a una longitud de onda establecida por el equipo. Apoyado por los cálculos del modelo, los investigadores identificaron tres pasos de reacción elementales: una localización muy rápida de electrones, la población de estados metaestables y la formación de una burbuja que eventualmente explotaen la superficie de las gotas y expulsa un solo átomo de helio excitado.
"Por primera vez, hemos logrado seguir directamente estos procesos en helio superfluido, que tienen lugar en un tiempo extremadamente corto", dice Mudrich. "Los resultados ayudan a comprender cómo las nanopartículas interactúan con la radiación energética y luego se descomponen".Stienkemeier agrega: "Esta es información esencial para el trabajo dirigido a obtener imágenes directas de nanopartículas individuales", explica, "ya que se está llevando a cabo en nuevas fuentes de radiación intensa, como el láser europeo de rayos X XFEL en Hamburgo".
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Materiales proporcionado por Universidad de Friburgo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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