Più forte è la luce, più luminosa? Ma non è sempre così. Quando un cristallo di silicio viene illuminato con un impulso laser a raggi X ultraveloce, quanti più fotoni cadono sul campione, cioè quanto maggiore è l'intensità del raggio, tanto più luminosa risulta inizialmente l'immagine diffratta. Tuttavia, quando l'intensità delraggi Xil raggio inizia a superare un certo valore critico, l'immagine di diffrazione si indebolisce inaspettatamente.

Durante la fase iniziale dell'interazione dei raggi X con la materia, i fotoni ad alta energia in arrivo eccitano rapidamente non solo la materia"superficie"dell'atomo, ma anche gli elettroni del guscio profondo dell'atomo situati vicino al nucleo. Si scopre che la presenza di buchi nel guscio profondo di un atomo riduce notevolmente il coefficiente di diffusione atomica, la quantità che determina la forza dell'oggetto osservato.diffrazionesegnale.

La nostra ricerca mostra che la rapida distruzione elettronica avviene prima che si verifichi il danno strutturale al materiale e la disintegrazione del campione. Pertanto, l’ultima parte dell’impulso non ionizza più effettivamente il materiale.

A prima vista, l’effetto osservato non sembra ideale. Tuttavia, sembra che le persone possano mettere a frutto questa scoperta. È stato osservato che atomi diversi reagiscono in modo diverso agli impulsi di raggi X ultraveloci, il che potrebbe aiutare a ricostruire in modo più accurato strutture atomiche complesse tridimensionali dalle immagini di diffrazione registrate.

Un altro potenziale campo di applicazione è la generazione di impulsi laser con durate estremamente brevi. Perché il materiale attraverso il quale l'alta intensitàraggi X il polso passa sarebbe"troncare"gran parte dell'impulso già ultracorto, potrebbe essere utilizzato intenzionalmente come a"forbici"per produrre impulsi più brevi di quelli attualmente prodotti. Se la ricerca avrà successo, porterà ad un altro passo avanti nella tecnologia di imaging del mondo quantistico.