Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nanodråber af flydende helium er meget modstandsdygtige overfor energipåvirkninger

Artikel af Marcel Mudric, IFA et al. i Nature Communications 8. januar 2020

07.01.2020 | Ole J. Knudsen

Overskydende energi i en dråbe flydende helium bobles ud i form af et enkelt eksiteret atom. Illustration fra artiklen: M. Mudrich.

Overskydende energi i en dråbe flydende helium bobles ud i form af et enkelt eksiteret atom. Illustration fra artiklen: M. Mudrich.

Flydende helium er på alle måder et spændende stof. Temperaturen er lav (0,37K) og der er ingen friktion inde i en dråbe helium. Desuden er sådan en dråbe totalt transparent, og den reagerer ikke kemisk med andre stoffer. Forskerne har derfor brugt nanodråber af flydende helium som "reagensglas" hvor man har kunnet studere andre enkeltmolekylers opførsel under kontrollerede forhold. Men er nanodråben af helium så helt og aldeles inaktiv? Det har Marcel Mudrich og Frank Stienkemeier og deres medarbejdere undersøgt ved fri-elektron laseranlægget FERMI i Trieste. Og svaret er "nej", og så alligevel "ja". Resultatet offentliggøres i en artikel i Nature Communications med titlen "Ultrafast relaxation of photoexcited superfluid He nanodroplets" den 8. januar 2020.

Elektronenergien stiger brat, men efter bare et halvt picosekund er alt ved det gamle. Illustration fra artiklen: M. Mudrich.

Hvis man påvirker nanodråben af flydende helium med en intens laserstråle i ekstremt ultraviolet lys, vil der ske en eksitation af helium, men lynhurtigt - efter omkring et picosekund - falder tingene igen på plads via en tretrinsproces. I sidste fase dannes en miniboble inde i dråben. Boblen søger imod dråbens overflade, hvor den springer og afgiver den tilførte energi i form at et enkelt eksiteret heliumatom. Og så er alt ellers ved det gamle i selve nanodråben, og den kan fortsat bruges i rollen som reagensglas til studiet af andre stoffer.

Artiklen med titlen "Ultrafast relaxation of photoexcited superfluid He nanodroplets" kan findes her.

Institut for Fysik og Astronomi, Offentligheden / Pressen, Medarbejdere, Studerende