SLACのX線フリーエレクトロンレーザーであるLINACコヒーレント光源（LCLS）によって生成される高エネルギーパルスは、研究者が半導体材料の原子核を振動および揺らし、揺れを感じ、光のほぼ速度で電子レースとそれらの周りを循環することを可能にしました。
観察は、科学者がより強力な電子機器、高速データ処理、新しい光電子デバイスに必要なものなど、カスタマイズされた電子プロパティを使用して新しい材料を設計するのに役立つ可能性があります。
SLACの研究チームは、X線ポンププローブ機器と呼ばれるLCLSで特別なビームラインを使用しました。これは、スローモーションで亜原子プロセスが再生されるのを見るために設計されています。ビームラインには、材料の電子と核の位置と運動を正確にキャプチャする特別なX線「カメラ」があります。
研究者たちは、短い激しいX線パルスを、半導体材料であるガリウムアルセニドのサンプルに送り、原子核の周りの軌道から電子の一部をノックアウトしました。 X線がヒットした後の瞬間に、2秒の弱いX線パルスが電子が再配置されたため、サンプルを照らし、原子とその渦巻く電子雲のスナップショットを提供しました。
「一部の電子は、予想よりも迅速にX線パルスに反応したことがわかりました」とSLACのスタッフ科学者であり、共著者のJun-Sik Leeは述べています。 「彼らは本質的にX線パルスによって作成された波に上をサーフィンしていて、余分なエネルギーを獲得し、信じられないほど速い速度に加速していました。」
「電子サーフィンを見るのは驚きでしたが、画像を注意深く分析したとき、私たちはそれがそうではないはずではないことに気づきました」と、この研究の共著者であるLinac Coherent Light Source（LCLS）ディレクターのMike Dunneは言いました。 「それは、私たちが観察した行動が他の誰かによって予測されていたケースの1つでした - この場合、約70年前の理論家によって。」
