Mapping atomic motions with ultrabright electrons: towards fundamental limits in space-time resolution
Notice bibliographique
Résumé
The long held objective of directly observing atomic motions during the defining moments of chemistry has been achieved based on ultrabright electron sources that have given rise to a new field of atomically resolved structural dynamics. This class of experiments requires not only simultaneous sub-atomic spatial resolution with temporal resolution on the 100 femtosecond time scale but also has brightness requirements approaching single shot atomic resolution conditions. The brightness condition is in recognition that chemistry leads generally to irreversible changes in structure during the experimental conditions and that the nanoscale thin samples needed for electron structural probes pose upper limits to the available sample or "film" for atomic movies. Even in the case of reversible systems, the degree of excitation and thermal effects require the brightest sources possible for a given space-time resolution to observe the structural changes above background. Further progress in the field, particularly to the study of biological systems and solution reaction chemistry, requires increased brightness and spatial coherence, as well as an ability to tune the electron scattering cross-section to meet sample constraints. The electron bunch density or intensity depends directly on the magnitude of the extraction field for photoemitted electron sources and electron energy distribution in the transverse and longitudinal planes of electron propagation. This work examines the fundamental limits to optimizing these parameters based on relativistic electron sources using re-bunching cavity concepts that are now capable of achieving 10 femtosecond time scale resolution to capture the fastest nuclear motions. This analysis is given for both diffraction and real space imaging of structural dynamics in which there are several orders of magnitude higher space-time resolution with diffraction methods. The first experimental results from the Relativistic Electron Gun for Atomic Exploration (REGAE) are given that show the significantly reduced multiple electron scattering problem in this regime, which opens up micron scale systems, notably solution phase chemistry, to atomically resolved structural dynamics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».