Kvanttimateriaalien tutkimuksessa on käynnissä merkittävä nousu viime vuosina, ja sillä on potentiaalia mullistaa eri teollisuudenalat, kuten kaivosteollisuus, energia, kuljetus ja medtech. Johtavana tutkimuksessa on tekniikka, jota kutsutaan ajan ja kulman resoluutiolla varustetuksi valoemissiospektroskopiaksi (TR-ARPES), josta on tullut olennainen työkalu kvanttimateriaalien ominaisuuksien tutkimisessa valon ja aineen vuorovaikutuksen kautta.
TR-ARPES on kehittynyt nopeasti voimakkaaksi tekniikaksi viimeisten kahden vuosikymmenen aikana, kuten äskettäisessä arvostetussa Review of Modern Physics -fysiikan lehdessä julkaistussa katsausartikkelissa todetaan. Artikkelin ovat kirjoittaneet professori Fabio Boschini Institut national de la recherche scientifique -laitokselta (INRS), yhdessä kollegojensa Marta Zonnon Kanadan valonlähteen (CLS) ja Andrea Damascellin UBC:n Stewart Blussonin Kvanttimateriaali-instituutista (QMI). He korostavat TR-ARPESin kasvavaa merkitystä valoinduktoitujen elektronidynamiikkojen ja faasitransitioiden tutkimuksessa laajassa valikoimassa kvanttimateriaaleja.
”Tieteellinen yhteisö tutkii tällä hetkellä uusia ’säätimiä’ manipuloidakseen kvanttimateriaalien ominaisuuksia, ja valon ja materian vuorovaikutus on yksi avainasemassa tässä pyrkimyksessä”, sanoo professori Boschini, joka on erikoistunut tiivistyneen aineen erittäin nopeisiin spektroskopioihin. ”TR-ARPES tarjoaa arvokkaita oivalluksia siitä, miten valoexcitaatio muuttaa elektronisia tiloja, poikkeuksellisella resoluutiolla ajassa, energiassa ja liikemäärässä.”
TR-ARPES on avannut uuden tutkimuksen aikakauden kvanttimateriaaleissa, antamalla tutkijoiden havainnoida ja ymmärtää, miten nämä materiaalit reagoivat vietäessä tasapainostaan. Manipuloimalla kvanttimateriaalien ominaisuuksia valon avulla tutkijat voivat paljastaa niiden piilotettuja ominaisuuksia ja uusia teknologisia sovelluksia.
TR-ARPESin menestys voidaan lukea tutkijoiden kondensoituneen aineen spektroskopian (ARPES) ja erittäin nopeiden laserien (fotoniikka) väliseen yhteistyöhön. Tämä poikkitieteellinen lähestymistapa on mahdollistanut merkittäviä edistysaskeleita laseritekniikassa, tuottaen valonlähteitä, joilla on tarvittavat tarkat ominaisuudet TR-ARPES-kokeisiin.
Professori Boschini tekee tiivistä yhteistyötä professori François Légarén kanssa, joka on asiantuntija erittäin nopeassa laserssatekniikassa ja -teknologiassa INRS-laitoksella. Yhdessä he ovat perustaneet huipputeknisen TR-ARPES-päätesalinsa pitkillä aallonpituuksilla varustettujen ainutlaatuisten kiihdytyskykyjen kanssa Advanced Laser Light Source (ALLS) -laboratorioon.
”Olemme kiitollisia tuesta eri rahoitusviranomaisilta, mukaan lukien Kanadan innovaatioasiamies, Québecin ja Kanadan hallitukset ja LaserNetUS, jotka ovat mahdollistaneet TR-ARPES-päätesalin avaamisen ALLS:ää varten kansallisille ja kansainvälisille tutkijoille”, sanoo professori Légaré, Énergie Matériaux Télécommunications -tutkimuskeskuksen johtaja.
Osoittaen vaikutuksensa eri fysiikan ja kemian haaroissa, TR-ARPES on tullut varttuneeksi tekniikaksi kvanttimateriaalien tutkimuksessa. Jatkuva kokeellinen ja teoreettinen kehitys, kuten ALLS:llä tapahtuva kehitys, viittaavat siihen, että vielä jännittävämpiä edistysaskelia on odotettavissa.
Usein Kysytyt Kysymykset (UKK)
The source of the article is from the blog newyorkpostgazette.com