Chùm tia laser X mạnh nhất thế giới khiến krypton hấp thụ ánh sáng gấp 100 lần

Các nhà nghiên cứu tại European XFEL đã đạt được một bước đột phá quan trọng trong tương tác ánh sáng-vật chất ở cấp độ lượng tử bằng cách tăng hiệu suất quang ion hóa trong krypton bị ion hóa cao lên gấp 100 lần. Sử dụng tia laser X mạnh nhất thế giới, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra và nghiên cứu trạng thái lỗ nhân đôi hiếm gặp trong ion krypton (Kr26+), nơi hai electron bên trong cùng bị kích thích đồng thời. Trạng thái này, chỉ tồn tại trong vài femto giây, cho phép photon thứ hai được hấp thụ trước khi lỗ trống đầu tiên được lấp đầy, tạo điều kiện cho con đường kích thích cộng hưởng kép giúp tăng đáng kể hiệu suất hấp thụ photon so với quá trình quang ion hóa đơn giản. Thí nghiệm tận dụng các hiệu ứng tương đối tính khiến các mức năng lượng electron nhân gần như trùng khớp, cho phép cả hai kích thích electron được gây ra bởi một chùm tia X đơn sắc với băng thông hẹp. Sự kiểm soát chính xác này giúp các nhà nghiên cứu cô lập và theo dõi quá trình một cách rõ ràng bằng cách làm việc với krypton tích điện cao bị tước đến 10 electron. Những phát hiện này làm sâu sắc thêm hiểu biết về hành vi nguyên tử dưới điều kiện cực đoan và mở ra những hướng đi mới.