Following the Birth of a Nanoplasma Produced by an Ultrashort Hard-X-Ray Laser in Xenon Clusters - CEA - Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review X Année : 2018

Following the Birth of a Nanoplasma Produced by an Ultrashort Hard-X-Ray Laser in Xenon Clusters

Yoshiaki Kumagai
  • Fonction : Auteur
Hironobu Fukuzawa
Koji Motomura
  • Fonction : Auteur
Denys Iablonskyi
  • Fonction : Auteur
Kiyonobu Nagaya
  • Fonction : Auteur
Yuta Ito
  • Fonction : Auteur
Tsukasa Takanashi
  • Fonction : Auteur
Yuta Sakakibara
  • Fonction : Auteur
Daehyun You
  • Fonction : Auteur
Toshiyuki Nishiyama
  • Fonction : Auteur
Kazuki Asa
  • Fonction : Auteur
Yuhiro Sato
  • Fonction : Auteur
Takayuki Umemoto
  • Fonction : Auteur
Kango Kariyazono
  • Fonction : Auteur
Edwin Kukk
  • Fonction : Auteur
Kuno Kooser
  • Fonction : Auteur
Christophe Nicolas
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 759783
  • IdRef : 075098865
Theodor Asavei
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 892906
Markus Schöffler
  • Fonction : Auteur
Gregor Kastirke
  • Fonction : Auteur
Xiao-Jing Liu
  • Fonction : Auteur
Tetsuo Katayama
  • Fonction : Auteur
Tadashi Togashi
  • Fonction : Auteur
Nikolay Golubev
  • Fonction : Auteur
Kiyoshi Ueda

Résumé

X-ray free-electron lasers (XFELs) made available a new regime of x-ray intensities, revolutionizing the ultrafast structure determination and laying the foundations of the novel field of nonlinear x-ray optics. Although earlier studies revealed nanoplasma formation when an XFEL pulse interacts with any nanometer-scale matter, the formation process itself has never been decrypted and its timescale was unknown. Here we show that time-resolved ion yield measurements combined with a near-infrared laser probe reveal a surprisingly ultrafast population (∼12 fs), followed by a slower depopulation (∼250 fs) of highly excited states of atomic fragments generated in the process of XFEL-induced nanoplasma formation. Inelastic scattering of Auger electrons and interatomic Coulombic decay are suggested as the mechanisms populating and depopulating, respectively, these excited states. The observed response occurs within the typical x-ray pulse durations and affects x-ray scattering, thus providing key information on the foundations of x-ray imaging with XFELs.

Dates et versions

cea-01881632 , version 1 (26-09-2018)

Identifiants

Citer

Yoshiaki Kumagai, Hironobu Fukuzawa, Koji Motomura, Denys Iablonskyi, Kiyonobu Nagaya, et al.. Following the Birth of a Nanoplasma Produced by an Ultrashort Hard-X-Ray Laser in Xenon Clusters. Physical Review X, 2018, 8 (3), ⟨10.1103/PhysRevX.8.031034⟩. ⟨cea-01881632⟩
177 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More