Η παραγωγή παλμών ακτίνων Χ μέσω λέιζερ βασιζόταν παραδοσιακά, στο μοντέλο ενός ηλεκτρονίου, όπου το πεδίο του λέιζερ αποσπά ένα μόνο ηλεκτρόνιο από το άτομο, το επιταχύνει και στη συνέχεια το οδηγεί σε επανασύγκρουση με τον πυρήνα. Κατά την επιστροφή του, το ηλεκτρόνιο απελευθερώνει την ενέργειά του εκπέμποντας φως υψηλής συχνότητας. Ωστόσο, η εμπλοκή ενός μόνο σωματιδίου επιβάλλει ένα αυστηρό ανώτατο όριο (energy cutoff limit) στην ενέργεια των παραγόμενων ακτίνων Χ.

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τους καθηγητές Tenio και Dimitar Popmintchev, αμφισβήτησε αυτόν τον περιορισμό. Χρησιμοποιώντας ισχυρούς παλμούς υπεριώδους λέιζερ (UV) σε άτομα ηλίου, πέτυχε να αποσπάσει διαδοχικά και τα δύο ηλεκτρόνια του ατόμου και, ρυθμίζοντας με ακρίβεια τη φάση του λέιζερ, να τα αναγκάσει να επιστρέψουν στον πυρήνα την ίδια ακριβώς χρονική στιγμή.

Συνδυάζοντας την ενέργειά τους κατά την ταυτόχρονη επανασύγκρουση, τα δύο κβαντικά συσχετισμένα ηλεκτρόνια εξέπεμψαν μεμονωμένα φωτόνια ακτίνων Χ πολύ υψηλότερης συχνότητας, δημιουργώντας μια νέα περιοχή εκπομπής στο φάσμα που υπερβαίνει τα γνωστά θεωρητικά όρια. Το φαινόμενο επιβεβαιώθηκε αποκλειστικά στο ήλιο, λόγω των ισχυρών κβαντικών συσχετίσεων μεταξύ των δύο ηλεκτρονίων του, προσφέροντας έναν εξαιρετικά ευαίσθητο «αισθητήρα» για την παρατήρηση αλληλεπιδράσεων σε χρονικές κλίμακες αττοδευτερολέπτων, με άμεσες εφαρμογές στη νανοτεχνολογία και την ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών.

^{photo: pixabay}