Исследователи из Лунда, Стокгольма и Гетеборга в Швеции зафиксировали невероятно короткий момент, когда испускаются два электрона в атоме неона.
"Когда свет попадает на атом, электроны поглощают энергию света.
Через мгновение электроны освобождаются от связывающих сил атома. Это явление, называемое фотоионизацией, является одним из самых фундаментальных процессов физики и было впервые теоретически отображено Альбертом Эйнштейном, который был удостоен Нобелевской премии по физике в 1921 году за это конкретное открытие », – говорит Маркус Айзинджер, докторант аттофизики в Лунде.
Университет в Швеции.
Фотоионизация – это взаимодействие между светом и материей. Это взаимодействие имеет фундаментальное значение для фотосинтеза и жизни на Земле и позволяет исследователям изучать атомы.
"Когда атомы и молекулы подвергаются химическим реакциям, электроны – это те, которые делают тяжелую работу.
Они перегруппировываются и перемещаются, позволяя создавать или разрушать новые связи между молекулами. Отслеживание такого процесса в реальном времени – своего рода Святой Грааль в науке.
Теперь мы подошли на шаг ближе », – говорит Маркус Айзинджер.
Хотя неон является относительно простым атомом с десятью электронами, эксперимент потребовал как чрезвычайно тщательного расчета времени с уровнем точности в пределах одной миллиардной миллиардной доли секунды (известного как аттосекунда), так и чрезвычайно чувствительного обнаружения электронов, которое могло бы различать электроны, скорость которых отличается только примерно на одну тысячную аттоджоуля (миллионную часть стационарной энергии электрона).
Это открытие подтверждает несколько лет теоретической работы и показывает, что аттофизика готова взяться за более сложные молекулы.
"Возможность наблюдать, как молекулы обмениваются электронами во время химической реакции, открывает дверь к совершенно новым типам исследований ряда фундаментальных биологических и химических процессов."
Новый метод измерения позволяет обойти ограничение, сформулированное отцом квантовой физики Вернером Гейзенбергом в 1927 году. Согласно «принципу неопределенности Гейзенберга», невозможно определить положение и скорость электрона в один и тот же момент.
Однако теперь шведские исследователи показали, что это действительно возможно: путем суперпозиции (i.е. интерференция) двух коротких импульсов света с разными длинами волн.