Συνθέτοντας δύο υπερβραχείς παλμούς λέιζερ που σύγκλιναν από διαφορετικές κατευθύνσεις, ομάδα φυσικών στο Πανεπιστήμιο του Όλντενμπουργκ πέτυχε τη δημιουργία τρισδιάστατων πεδίων φωτός.
Μέσω αυτής της μεθόδου, οι ερευνητές διεγείρουν ηλεκτρόνια σε κβαντικές καταστάσεις που προηγουμένως ήταν πειραματικά απρόσιτες. Η προσέγγιση αυτή ανοίγει νέους δρόμους για την αναγνώριση χειρόμορφων δομών και τον έλεγχο των αλληλεπιδράσεων φωτός και ύλης, όπως αναφέρεται στο περιοδικό Physical Review Research.
Διασταυρούμενοι παλμοί ξεκλειδώνουν νέες ηλεκτρονιακές καταστάσεις
Για τη δημιουργία των πεδίων, η ομάδα συνδύασε δύο παλμούς λέιζερ φημτοδευτερολέπτων διαφορετικού χρώματος, κάνοντάς τους να διασταυρωθούν σε ένα σημείο.
«Τα πεδία ταλαντώνονται και στις τρεις χωρικές κατευθύνσεις, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για την έρευνα των αλληλεπιδράσεων φωτός και ύλης», εξήγησε ο Darius Köhnke, συντονιστής της μελέτης. Η ομάδα απέδειξε τη μέθοδο διεγείροντας επιλεκτικά ηλεκτρόνια σε άτομα καλίου σε υψηλότερες ενεργειακές καταστάσεις και παρατηρώντας τις αλλαγές σε τακτά διαστήματα. Η τεχνική λειτούργησε ως κάμερα εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας για κβαντικές διεργασίες, καταγράφοντας τα διαδοχικά στάδια των ηλεκτρονιακών καταστάσεων.
Προοπτικές για τη διακρίβωση μοριακών κατόπτρων
Η νέα μέθοδος κρίνεται ιδιαίτερα υποσχόμενη για τη μελέτη χειρόμορφων μορίων, τα οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη βιολογία και τη φαρμακευτική. Τα μόρια αυτά υπάρχουν σε δύο μορφές που αποτελούν κατοπτρικά είδωλα μεταξύ τους αλλά δεν συμπίπτουν, όπως το αριστερό και το δεξί χέρι.
Επειδή οι δύο μορφές συχνά εμφανίζουν διαφορετικές ιδιότητες, ο διαχωρισμός ή η διάκρισή τους είναι εξαιρετικά δύσκολη. Τα τρισδιάστατα πεδία φωτός διαθέτουν χειρόμορφες ιδιότητες, παρέχοντας μια νέα βάση για τον ακριβή εντοπισμό και τον έλεγχο της μοριακής χειρομορφίας.
