För första gången mätte forskare vibrationsstrukturen hos väte- och heliumatomer med röntgenstrålar. Resultaten motbevisar missuppfattningen att det är omöjligt att få röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS) spektra av väte och helium, de två lättaste grundämnena i det periodiska systemet. Detta ansågs vara fallet på grund av låga sannolikheter för elektronutstötning från dessa element inducerad av röntgenstrålar.

Oöverträffad strålljusstyrka vid National Synchrotron Light Source-II ökar signifikant sannolikheten för att en foton kolliderar med en gasatom vid omgivande tryck. Strållinjen gör det möjligt att använda XPS för att direkt studera de två mest förekommande elementen i universum.

Också, detta arbete hjälper till att beskriva gränserna för XPS, öppnar ett bredare utrymme för en av de mest användbara teknikerna inom materialvetenskap.

Röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS) är en av de mest kraftfulla teknikerna inom materialvetenskap. Dock, litteraturen är fylld med påståenden om att det är omöjligt att använda XPS för att studera de två lättaste och mest förekommande elementen i universum, väte och helium.

Detta arbete visade att omgivande tryck röntgenfotoelektronspektra av väte och helium kan erhållas när en tillräckligt ljus röntgenkälla används, såsom vid National Synchrotron Light Source II.

När det gäller heliumgas, spektrumet visar en symmetrisk topp från dess enda orbital. När det gäller vätgasmolekyler, en asymmetrisk topp observeras, vilket är relaterat till de olika möjliga vibrationslägena i sluttillståndet. Vätemolekylens vibrationsstruktur är uppenbar i H ² 1s spektrum.