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Nuclear Stability03:18

Nuclear Stability

Protons and neutrons, collectively called nucleons, are packed together tightly in a nucleus. With a radius of about 10−15 meters, a nucleus is quite small compared to the radius of the entire atom, which is about 10−10 meters. Nuclei are extremely dense compared to bulk matter, averaging 1.8 × 1014 grams per cubic centimeter. If the earth’s density were equal to the average nuclear density, the earth’s radius would be only about 200 meters.
To hold positively charged protons together in the...
Radioactive Decay and Radiometric Dating02:48

Radioactive Decay and Radiometric Dating

Radioactivity is a spontaneous disintegration of an unstable nuclide and is a random process, as all the nuclei in the sample do not decay simultaneously. The number of disintegrations per unit time is called the activity (A), which is directly proportional to the number of nuclei in the sample. The decay constant (λ) is an average probability of decay per nucleus in unit time.
Atomic Nuclei: Nuclear Spin State Population Distribution01:14

Atomic Nuclei: Nuclear Spin State Population Distribution

Near absolute zero temperatures, in the presence of a magnetic field, the majority of nuclei prefer the lower energy spin-up state to the higher energy spin-down state. As temperatures increase, the energy from thermal collisions distributes the spins more equally between the two states. The Boltzmann distribution equation gives the ratio of the number of spins predicted in the spin −½ (N−) and spin +½ (N+) states.
Atomic Nuclei: Types of Nuclear Relaxation01:28

Atomic Nuclei: Types of Nuclear Relaxation

Nuclear relaxation restores the equilibrium population imbalance and can occur via spin–lattice or spin–spin mechanisms, which are first-order exponential decay processes.
In spin–lattice or longitudinal relaxation, the excited spins exchange energy with the surrounding lattice as they return to the lower energy level. Among several mechanisms that contribute to spin–lattice relaxation, magnetic dipolar interactions are significant. Here, the excited nucleus transfers energy to a nearby...
Atomic Absorption Spectroscopy: Instrumentation01:22

Atomic Absorption Spectroscopy: Instrumentation

An atomic absorption spectrophotometer (AAS) comprises several components: a radiation source, an atomizer, a monochromator, and a detector. The radiation source can be a hollow-cathode lamp (HCL) or an electrodeless-discharge lamp (EDL), both of which provide a narrow emission line of the required wavelength. However, some instruments use continuum sources and high-resolution monochromators to achieve a narrow range of radiation.
The atomizer used in AAS can be either a flame atomizer or an...
Atomic Emission Spectroscopy: Instrumentation01:22

Atomic Emission Spectroscopy: Instrumentation

The instrumentation of atomic emission spectrometry (AES) involves various components, including atomization devices that convert samples into gas-phase atoms and ions. There are two main types of atomization devices: continuous and discrete atomizers.  Continuous atomizers, like plasmas and flames, introduce samples in a constant stream, while discrete atomizers inject individual samples using syringes or autosamplers. The most common discrete atomizer is the electrothermal atomizer.

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Registrador atómico de transitorios.

R Kienberger1, E Goulielmakis, M Uiberacker

  • 1Institut für Photonik, Technische Universität Wien, Gusshausstrasse 27, A-1040 Wien, Austria.

Nature
|February 27, 2004
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores generaron y midieron pulsos ultravioletas extremos (XUV) individuales de 250 atosecondas para registrar la dinámica de los electrones atómicos. Este avance permite la observación en tiempo real del movimiento de electrones dentro de los átomos, crucial para la comprensión de los procesos atómicos.

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Área de la Ciencia:

  • Física atómica es la física atómica.
  • La mecánica cuántica es la mecánica cuántica.
  • Ciencia ultrarrápida Ciencia ultrarrápida.

Sus antecedentes:

  • El movimiento orbital del electrón en el átomo de hidrógeno define la escala de tiempo del attosegundo (as = 10^-18 s) para la dinámica atómica.
  • El registro en tiempo real de los transitorios atómicos requiere excitación y sondeo en esta escala de attosegundos.
  • Los avances en la generación de pulsos ultravioleta extrema (XUV) sub-femtosegundos (fs = 10^-15 s) permiten la exploración del régimen attosegundo.

Objetivo del estudio:

  • Para demostrar la generación y medición de pulsos XUV únicos de 250 atosecondas.
  • Para utilizar estos pulsos para excitar átomos y sondear la dinámica de los electrones expulsados.
  • Desarrollar un registrador transitorio capaz de resolver la dinámica de los electrones atómicos dentro del tiempo de órbita de Bohr.

Principales métodos:

  • Generación y medición de pulsos XUV únicos de 250 atosecondas.
  • Excitación de los átomos utilizando estos pulsos XUV de un attosegundo.
  • Empleando intensos pulsos láser de pocos ciclos, controlados por la forma de onda, para obtener imágenes tomográficas de las distribuciones de tiempo-momento de los electrones.

Principales resultados:

  • Generación y medición exitosas de un solo pulso XUV de 250 atosecondas.
  • Las imágenes tomográficas de fotoelectrones primarios proporcionaron información precisa sobre la duración del pulso de excitación y el barrido de frecuencia.
  • Las imágenes tomográficas de los electrones secundarios de Auger ofrecieron información sobre la dinámica de relajación de la capa electrónica.

Conclusiones:

  • El registrador transitorio desarrollado, utilizando sondas láser de ~750 nm y excitación de ~100 eV, puede resolver la dinámica de electrones atómicos en la escala de tiempo attosegundo.
  • Esta técnica abre nuevas vías para el estudio de la dinámica de electrones ultrarrápidos en los átomos.
  • La capacidad de sondear el movimiento de los electrones en tiempo real avanza nuestra comprensión de los procesos atómicos fundamentales.