電子の動きを観察する新しい方法 (A New Way to Observe Electrons in Motion)

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2025-02-19 カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)

カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)の化学・生化学部の研究者たちは、分子内の電子運動をアト秒(1アト秒は1秒の100京分の1)の時間スケールで直接観察する新しい手法を提案しました。この手法は「超高速ボルテックス電子回折」と呼ばれ、螺旋状に進む特殊な電子ビームを使用することで、電子の空間的・時間的な動きを精密に追跡できます。特に、電子が同期して調和的に動く「電子コヒーレンス」に対して高い感度を持ち、エネルギー移動や先進材料における電子挙動などの量子プロセスの研究に新たな可能性をもたらします。この研究は、UCSDのHaowei Wu氏とHaiwang Yong氏が主導し、2025年2月19日に『Physical Review Letters』誌に掲載されました。

<関連情報>

電子渦を用いた分子中の過渡的電子凝集の回折イメージング Diffractive Imaging of Transient Electronic Coherences in Molecules with Electron Vortices

Haowei Wu and Haiwang Yong
Physical Review Letters  Published 19 February, 2025
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.073001

Abstract

Direct imaging of transient electronic coherences in molecules has been challenging, with the potential to control electron motions and influence reaction outcomes. We propose a novel time-resolved vortex electron diffraction technique to spatially resolve transient electronic coherences in isolated molecules. By analyzing helical dichroism diffraction signals, the contribution of electronic populations cancels out, isolating the purely electronic coherence signals. This allows direct monitoring of the time evolution and decoherence of transient electronic coherences in molecules.

1700応用理学一般
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