Método con un láser de rayos X para darles "supercarga" a unos átomos

Unos investigadores, usando un sofisticado proyector de haces láser de rayos X, el LCLS, o Fuente de Luz Coherente del Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC, en Menlo Park, California, han encontrado una manera de despojar a átomos de xenón de la mayoría de sus electrones, creando un estado de "supercarga" positiva, a energías que hasta ahora se pensaba que eran demasiado bajas.

El logro desafía a la teoría y a las expectativas. "El experimento con el LCLS llevó el estado de carga hasta un extremo inesperado y sin precedentes; más del doble de la energía absorbida por átomo que se esperaba, y la expulsión de docenas de electrones", destaca Benedikt Rudek, del Centro Alemán para la Ciencia del Láser de Electrones Libres en Hamburgo, quien analizó los datos.

Daniel Rolles, investigador del citado centro, dirigió los experimentos.

De modo parecido a cómo una cuerda de guitarra estirada puede vibrar y sostener una nota, un ajuste específico de propiedades del láser puede causar que átomos y moléculas resuenen. La resonancia excita a los átomos y los hace despojarse de sus electrones a una velocidad que de otro modo requeriría energías más altas.

El láser del LCSL puede arrancar los electrones de átomos. (Foto: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory)

Aunque ya se sabía que provocar resonancias en los átomos afecta a sus estados de carga, no estaba claro qué efecto exacto podría tener esto sobre átomos pesados que son ionizados por una fuente como el LCLS. "Fue el estado de carga más alto que se haya observado con un solo pulso de rayos X, lo cual muestra que los enfoques teóricos existentes tienen que ser modificados", explica Rolles.

El equipo había utilizado previamente una fuente láser en Alemania para exponer varios átomos y moléculas a pulsos de luz ultravioleta, y estaba ansioso por utilizar el LCLS, de mayor energía, para proseguir con esta línea de investigación.

Fuente: Noticias de la Ciencia y la Tecnología