Pesquisadores geram pulsos de raios-X em 300 attosegundos
Um grupo de pesquisadores do European XFEL conseguiu produzir pulsos de raios-X ultracurtos com uma duração de 300 attosegundos, alcançando uma intensidade recorde para esse tipo de pulso. O avanço pode permitir uma melhor compreensão das reações químicas ao oferecer uma visão detalhada do comportamento dos elétrons em átomos e moléculas.
Produção de pulsos ultracurtos
Os pulsos de raios-X foram gerados em abril de 2026, utilizando o instrumento MID do European XFEL. Os pesquisadores concentraram os flashes em uma área cerca de 100.000 vezes menor que a seção transversal de um fio de cabelo humano, utilizando raios-X duros com comprimentos de onda curtos. Essa técnica possibilitou a criação de pulsos que duraram apenas 300 attosegundos, um tempo extremamente curto que permite capturar eventos rápidos em nível atômico.
Intensidade recorde em raios-X
A equipe calculou uma intensidade de pico superior a 10²⁴ watts por centímetro quadrado, estabelecendo um novo recorde mundial para pulsos de raios-X de attosegundos. Essa medição é crucial, pois a fluência, que indica a energia entregue a uma área específica, e a intensidade, que considera a rapidez com que essa energia chega, são fundamentais para experimentos que investigam interações não lineares entre raios-X e a matéria.
Amplificação do sinal de raios-X
Os pesquisadores testaram a intensidade dos pulsos ao direcioná-los a uma folha de cobre. Os raios-X removeram elétrons de camadas internas dos átomos de cobre, criando lacunas que foram preenchidas por outros elétrons, resultando na emissão de luz de raios-X. Em intensidades elevadas, esse processo gerou uma amplificação do sinal através da emissão espontânea amplificada (ASE), que concentra a luz na direção do feixe de entrada, ao contrário da fluorescência normal que se dispersa em todas as direções.
Expectativas para o futuro do European XFEL
O European XFEL planeja receber um sistema óptico avançado, conhecido como Kirkpatrick–Baez (AKB), em 2027. Com a instalação desse sistema, os pesquisadores terão acesso a pulsos de raios-X intensos e ultracurtos, potencializando as investigações sobre reações químicas e interações em nível atômico. Os resultados do estudo foram publicados na revista Optica e podem ser acessados através do DOI: 10.1364/OPTICA.613284.
Esses avanços na geração de pulsos de raios-X abrem novas possibilidades para a pesquisa científica, permitindo uma exploração mais profunda das interações atômicas e moleculares, com implicações significativas para a química e a física.
