В ходе эксперимента исследователи работали с сильно ионизированным криптоном Kr26+. Это экстремальная форма элемента, из которой удалены все электроны, кроме десяти. Такое упрощение позволило более чётко отслеживать взаимодействие. Использование ионов криптона оказалось полезным, поскольку оба этапа возбуждения двух электронов остова требовали почти одинаковой энергии фотона. Это позволило использовать одноцветный рентгеновский луч с шириной полосы всего 0,5% для инициирования обоих переходов.

«Такое перекрытие резонансной энергии коренится в релятивистских эффектах, — подчеркнул Мото Тогава (Moto Togawa), научный сотрудник Института ядерной физики Макса Планка (MPIK) и главный автор исследования. — Они приводят к сдвигу энергетических уровней электронов остова, что обеспечивает идеальный двойной резонанс». Двойное возбуждённое состояние распадается путём испускания электронов через несколько фемтосекунд, создавая более высокое состояние заряда. По сравнению с простой фотоионизацией, этот дважды резонансный путь поглощает более чем в 100 раз больше фотонов, что приводит к гораздо более высокой общей эффективности.

По словам учёных, полученные результаты могут служить эффективным методом возбуждения для будущих экспериментов с временным разрешением, особенно при использовании двухцветного режима. Они также считают, что этот подход можно распространить на эксперименты с жёстким рентгеновским излучением, в которых используются рентгеновские лазеры на свободных электронах (XFELOs), разрабатываемые на установке.

Работа открывает новые возможности для высокоточных рентгеновских измерений и углубляет понимание взаимодействия света и вещества в экстремальных условиях.