Таким образом, они добились успеха впервые в отслеживании электрона, оставив близость атома, поскольку атом поглощает свет. В некотором роде сродни взятию «снимков» процесса, они смогли следовать, как уникальный импульс каждого электрона изменился по невероятно короткому промежутку времени, которое потребовалось, чтобы избежать его атома хозяина и стать свободным электроном.В журнале Nature Physics исследователи пишут, что следование за электронами в таких мелких деталях составляет первый шаг к управлению поведением электронов в вопросе – и таким образом первый шаг вниз длинная и сложная дорога, которая могла в конечном счете привести к способности создать новые состояния вещества по желанию.
Одно непосредственное следствие – то, что исследователи могут теперь классифицировать квант механическое поведение электронов от различных атомов, объяснили руководитель проекта Луи Димауро, Стул Hagenlocker и преподаватель физики в Университете штата Огайо.«Теперь мы можем посмотреть на электрон и расшифровать его раннюю историю.
Мы можем спросить, как это отличается, если это прибыло из атома гелия или неонового атома, например», сказал он.Но конечная цель исследователей должна нанести на карту квант механические системы – которые относятся к ультрамаленькому миру – в намного более широком масштабе, таким образом, они могут в конечном счете направить движения субатомных частиц в молекуле.«Если Вы думаете о каждом снимке, мы берем в качестве структуры в фильме, возможно когда-нибудь мы могли остановить фильм в одной конкретной структуре и изменить то, что происходит затем – говорят, тыкая электрон со светом и изменяя его направление.
Это было бы похоже на вхождение в химическую реакцию и то, чтобы заставлять реакцию произойти по-другому, чем это было бы естественно», сказал Димауро.По существу он и докторант физики Дитрих Кизеветтер и их коллеги доказали, что известная лабораторная техника для изучения свободных электронов могла использоваться, чтобы изучить электроны, которые не совсем свободны все же, а скорее в процессе перехода из атома.Электроны ведут себя по-другому, когда они могут чувствовать рывок субатомных сил от ядра и граничить с электронами, и дальше они добираются от атома, те силы уменьшаются.
Хотя вырывающийся на свободу занимает меньше чем фемтосекунду (один quadrillionth секунды), это исследование показывают, как импульс электрона изменяется много раз по пути, поскольку это теряет контакт с отдельными частями атома. Те изменения происходят в масштабе attoseconds (тысячные части фемтосекунды или quintillionths секунды).Технику, которую использовали исследователи, называют RABBITT или Реконструкцией Избиения Attosecond, Вмешиваясь Переходы С двумя фотонами, и это вовлекает удар атомов в газ со светом, чтобы показать квант механическая информация.
Это было вокруг в течение почти 15 лет и стало стандартной процедурой для изучения процессов, которые происходят на очень коротких временных рамках.Не весь квант механическая информация, которая прибывает из RABBITT, применима, однако – или, по крайней мере, не все это, как думали, было применимо до сих пор. Вот почему они назвали свою версию техники RABBITT +.«Мы используем информацию, которую другие люди выбросили бы, часть, которая прибывает из близко к ядру атома, потому что данные всегда казались слишком сложными, чтобы расшифровать», сказал Димауро. «Мы разработали модель, которая показывает, что мы можем извлечь некоторую простую, но важную информацию из более сложной информации».DiMauro поверил Роберту Джонсу, профессору Фрэнсиса Х. Смита Физики в Университете Вирджинии, с разработкой основных элементов модели, которая сделала информацию полезной.
Среди других соавторов бумаги Пьер Агостини, преподаватель физики в штате Огайо, и бывшие докторанты Стивен Шоун и Антуан Кампе, которые с тех пор получили высшее образование.