Espectroscopia de rayos X de agua líquida con bomba de attosegundo y sonda de attosegundo

Área de la Ciencia:

• Química Física
• Espectroscopia ultrarrápida
• Ciencias de los rayos X

Sus antecedentes:

• La observación de la dinámica de los electrones en tiempo real requiere experimentos de bomba de atosecondas/sonda de atosecondas.
• Los verdaderos experimentos de bomba de attosegundo/sonda de attosegundo han sido técnicamente difíciles.
• Los estudios previos a menudo combinaban pulsos visibles de femtosegundo y pulsos ultravioleta extremos de attosegundo con modelos teóricos.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la respuesta electrónica a la ionización de valencia en agua líquida utilizando un par de pulsos de rayos X sincronizados en un segundo.
• Para lograr verdaderos experimentos de bomba de attosegundo / sonda de attosegundo para estudiar la dinámica ultrarrápida.
• Para aclarar el origen de las características espectrales en la ionización del agua líquida.

Principales métodos:

• Utilizó un par de pulsos de rayos X sincronizados de un láser de rayos X de electrones libres.
• Utilizó toda la espectroscopia de absorción transitorio de rayos X (AX-ATAS).
• Analizó la respuesta electrónica después de la ionización de valencia en agua líquida.

Principales resultados:

• La respuesta AX-ATAS observada se limitó a la escala de tiempo subfemtosegundo.
• Demostró la ausencia de movimiento del átomo de hidrógeno dentro de este marco de tiempo.
• Se confirmó experimentalmente que la división 1b1 en el espectro de emisión de rayos X se debe a la dinámica, no a las variaciones estructurales.

Conclusiones:

• La dinámica electrónica subfemtosecunda gobierna la respuesta inicial a la ionización en el agua líquida.
• El movimiento nuclear (movimiento del átomo de hidrógeno) no influye en la respuesta electrónica observada en esta escala de tiempo ultrarrápida.
• La característica espectral 1b1 es un efecto dinámico, que resuelve la ambigüedad sobre la estructura del agua en condiciones ambientales.