Εντυπωσιακό ρεκόρ από Έλληνα επιστήμονα: «Έπιασε» πρώτος την κίνηση-αστραπή των εξωτικών εξιτονίων

Η ερευνητική ομάδα του Έλληνα φυσικού, Ελευθερίου Γουλιελμάκη, στη Γερμανία σημείωσε μια ακόμη διεθνή επιτυχία, καθώς για πρώτη φορά κατάφερε να “συλλάβει” σε πραγματικό χρόνο μέσα στα στερεά υλικά -με μια δικής του κατασκευής κάμερα- την ασύλληπτα γρήγορη κίνηση των εξιτονίων, εξωτικών οιονεί σωματιδίων, που αποτελούν ένα συνδυασμό ηλεκτρονίων και οπών.

Χρησιμοποιώντας πολύ γρήγορους παλμούς λέιζερ και ακτίνες – Χ, οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Κβαντικής Οπτικής Μαξ Πλανκ στο Γκάρτσινγκ, με επικεφαλής τον Έλληνα ερευνητή, “φωτογράφησαν” κινήσεις εξιτονίων, που δεν διήρκεσαν πάνω από 750 αττοδευτερόλεπτα ή δισεκατομμυριοστά του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου.

Αυτό το χρονικό διάστημα αποτελεί νέο ρεκόρ, όσον αφορά την ικανότητα των επιστημόνων να βλέπουν ασύλληπτα μικρές και γρήγορες διαδικασίες, που συμβαίνουν μέσα στα στερεά.

Η ομάδα του δρος Γουλιελμάκη έκανε τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό “Science”. Εδώ και δεκαετίες οι επιστήμονες, που μελετούν τα μυστικά του μικρόκοσμου, υποψιάζονταν ότι όταν ακτίνες – Χ πέφτουν πάνω στην ύλη, σχηματίζονται νέα σωματίδια που μοιάζουν με άτομα και που ονομάζονται εξιτόνια εσωτερικών φλοιών (core-excitons).

Όταν η ακτινοβολία – Χ πέφτει πάνω σε στερεά υλικά ή σε μεγάλα μόρια, ένα ηλεκτρόνιο απωθείται από την αρχική θέση του κοντά στον πυρήνα του ατόμου, αφήνοντας πίσω του μια τρύπα.

Οι φυσικοί πίστευαν ότι αυτός ο συνδυασμός του “απελευθερωμένου” ηλεκτρονίου και της θετικά φορτισμένης οπής σχηματίζει ένα οιονεί σωματίδιο.

Όμως, μέχρι τώρα δεν υπήρχε κάποια απτή απόδειξη για την ύπαρξή των εξιτονίων εσωτερικών φλοιών. Ορισμένοι επιστήμονες αμφισβητούσαν ότι τέτοια σωματίδια υπάρχουν πραγματικά. Έως τώρα το ζήτημα δεν μπορούσε να απαντηθεί, επειδή αυτού του είδους τα εξιτόνια, αν πραγματικά υπήρχαν, θα “ζούσαν” μόνο για περίπου ένα εκατομμυριοστό του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου.

Μέχρι σήμερα είχε καταστεί εφικτό να παρατηρηθούν μέσα σε υλικά μόνο τα απλά εξιτόνια, τα οποία δημιουργούνται από το κανονικό φως και τα οποία μπορούν να αξιοποιηθούν σε διάφορες εφαρμογές όπως η οπτοηλεκτρονική και η μικροηλεκτρονική (ημιαγωγοί).

Όμως τα εξιτόνια εσωτερικών φλοιών είναι πολύ πιο βραχύβια και μέχρι σήμερα δεν υπήρχε καμία τεχνική ικανή να καταγράψει την κίνησή τους και να μελετήσει τις ιδιότητές τους.

Αυτό ακριβώς πέτυχαν για πρώτη φορά ο δρ Γουλιελμάκης και οι συνεργάτες του στην Ερευνητική Ομάδα Αττοηλεκτρονικής. Η ομάδα του εδώ και περίπου μια δεκαετία εργάζεται για να αναπτύξει τις πιο γρήγορες κάμερες του κόσμου, με στόχο την παρατήρηση των υπερταχέων διαδικασιών στο μικρόκοσμο.

 

Πηγή:ΚΥΠΕ