Onde X

Un’équipe di ricercatori dell’University of Wisconsin–Madison ha portato a termine un’impresa tecnologica inaspettata. Per la prima volta, hanno prodotto il fascio di raggi X più breve mai creato, con durate comprese tra i 60 e i 100 attosecondi. Per dare contesto, un attosecondo (10^-18 s) è all’incirca il rapporto tra un secondo e l’età dell’universo—ovvero una misura di tempo infinitesimale, perfetta per studiare le dinamiche degli atomi. La tecnica utilizzata sfrutta un processo detto lasing sugli elettroni del cuore dell’atomo, stimolato da un fascio XFEL molto intenso. Il risultato è un’emissione diretta estremamente breve. I precedenti impulsi generati da XFEL erano “sporcati” da emissioni irregolari, che ne limitavano l’utilizzo. Qui si punta a un “pulito” ulteriore, anche se la sorgente rimane ancora complessa. Impatti scientifici e applicativi del fascio di raggi ad onde X più breve di sempre Per procedere, la prima fase è quella dell’osservazione dell’elettrone in azione. Con impulsi così rapidi è possibile “fotografare” come gli elettroni si muovono intorno ai nuclei, osservando fenomeni elettroni‑chimici in tempo reale. Subito dopo si passa alle applicazioni in fisica e chimica quantistica di questi raggi, in quanto ultraveloci permetteranno di studiare le reazioni chimiche e stati ad altissima risoluzione spaziale e temporale. Anche se gli XFEL sono in crescita da circa 15 anni, questa generazione di impulsi definisce un nuovo punto di riferimento. Gli scienziati coinvolti (Uwe Bergmann, Thomas Linker e altri) descrivono i risultati come l’era di nuovi strumenti spettroscopici. Attualmente il fascio è stato testato con metalli (rame e manganese), registrando emissioni “filtrate” tramite rilevatore a diffrazione. La speranza è che presto si arrivi a sorgenti più “pulite” e ripetibili, abbattendo i limiti dovuti al rumore e alle emissioni secondarie. Nel complesso, questo traguardo apre una nuova era nella fisica delle macchine a raggi X, con forti ripercussioni anche su chimica, nanotecnologie e sviluppo di materiali avanzati.

Onde X

Onde X negli USA: fascio record sotto i 100 attosecondi