Un equipo de investigación internacional dirigido por físicos del Centro de Investigación Colaborativa 1238, 'Control y dinámica de materiales cuánticos' en la Universidad de Colonia ha implementado una nueva variante del experimento básico de doble rendija usando dispersión de rayos X inelástica resonante en EuropaSincrotrón ESRF en Grenoble. Esta nueva variante ofrece una comprensión más profunda de la estructura electrónica de los sólidos. Escribir en Avances científicos , el grupo de investigación ahora ha presentado sus resultados bajo el título 'Encarnación de rayos X inelástica resonante del experimento de doble rendija de Young'.
El experimento de la doble rendija es de fundamental importancia en física. Hace más de 200 años, Thomas Young difractó la luz en dos rendijas adyacentes, generando así patrones de interferencia imágenes basadas en la superposición detrás de esta doble rendija. De esa manera, demostró elcarácter ondulatorio de la luz. En el siglo XX, los científicos han demostrado que los electrones o moléculas dispersos en una doble rendija muestran el mismo patrón de interferencia, lo que contradice la expectativa clásica del comportamiento de las partículas, pero puede explicarse en el dualismo mecánico-cuántico de onda-partícula.En contraste, los investigadores en Colonia investigaron un cristal de óxido de iridio Ba3CeIr2O9 por medio de dispersión de rayos X inelástica resonante RIXS.
El cristal se irradia con fotones de rayos X de alta energía fuertemente colimados. Los rayos X se dispersan por los átomos de iridio en el cristal, que asumen el papel de las rendijas en el experimento clásico de Young. Debido a la rápida técnicaCon el desarrollo de RIXS y una hábil elección de la estructura cristalina, los físicos pudieron observar la dispersión en dos átomos de iridio adyacentes, un denominado dímero.
"El patrón de interferencia nos dice mucho sobre el objeto de dispersión, la doble rendija del dímero", dice el profesor Markus Grueninger, que dirige el grupo de investigación en la Universidad de Colonia. En contraste con el experimento clásico de doble rendija, el disperso inelásticoLos fotones de rayos X proporcionan información sobre los estados excitados del dímero, en particular su simetría y, por lo tanto, sobre las propiedades físicas dinámicas del sólido.
Estos experimentos RIXS requieren un sincrotrón moderno como una fuente de luz de rayos X extremadamente brillante y una configuración experimental sofisticada. Para excitar específicamente solo los átomos de iridio, los científicos tienen que seleccionar la proporción muy pequeña de fotones con la energía correcta del amplio espectrodel sincrotrón, y los fotones dispersos se seleccionan aún más estrictamente de acuerdo con la energía y la dirección de dispersión. Solo quedan unos pocos fotones. Con la precisión requerida, estos experimentos RIXS actualmente solo son posibles en dos sincrotrones en todo el mundo, incluido el ESRF Sincrotrón europeoInstalación de radiación en Grenoble, donde el equipo de Colonia realizó su experimento.
'Con nuestro experimento RIXS, pudimos demostrar una predicción teórica fundamental a partir de 1994. Esto abre una nueva puerta para toda una serie de experimentos adicionales que nos permitirán obtener una comprensión más profunda de las propiedades y funcionalidades de los sólidos',dice Grueninger.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Colonia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :