La respuesta electrónica de los átomos en un femtosegundo a los rayos X ultra intensos

Área de la Ciencia:

• Física atómica es la física atómica.
• Ciencia de los rayos X Ciencia de los rayos X.
• Física del plasma es la física del plasma.

Sus antecedentes:

• El advenimiento de láseres de electrones libres de rayos X duros como la Fuente de Luz Coherente Linac (LCLS) abre nuevas fronteras en el estudio de las interacciones materia-rayos X.
• La comprensión de la respuesta electrónica a la radiación de rayos X ultra intensa es crucial para el avance de las aplicaciones.
• Estudios anteriores carecían de datos sobre las respuestas atómicas a las condiciones extremas generadas por LCLS.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la respuesta electrónica de un átomo libre a una radiación de rayos X de alta intensidad, corta longitud de onda y alta fluencia sin precedentes.
• Para caracterizar el proceso de eyección secuencial de electrones de los átomos de neón en condiciones LCLS.
• Para explorar el fenómeno de la transparencia de rayos X inducida por la intensidad.

Principales métodos:

• Exposición de átomos de neón a pulsos de rayos X de femtosegundos de LCLS con intensidades de 10(18) W cm(-2) y longitudes de onda de 1,5-0,6 nm.
• Análisis cuantitativo de la dinámica de la interacción entre rayos X y el átomo.
• Comparación de resultados experimentales con modelos teóricos, específicamente un enfoque de ecuación de tasa.

Principales resultados:

• Los átomos de neón fueron completamente despojados de electrones a través de la absorción de seis fotones durante un solo pulso de rayos X.
• La fotoyección rápida de los electrones de la capa interna condujo a la formación de átomos "huecos".
• Se observó una transparencia de rayos X inducida por la intensidad, atribuida a las vacantes de la capa interna.

Conclusiones:

• El estudio revela la respuesta electrónica detallada de los átomos de neón a condiciones extremas de rayos X.
• La transparencia de rayos X inducida por la intensidad es un fenómeno aplicable a varios sistemas de materia.
• El modelo de ecuación de velocidad explica con éxito las interacciones de rayos X / átomo, allanando el camino para el estudio de sistemas complejos.