La luz ejerce una cierta cantidad de presión sobre un cuerpo: las velas solares podrían, por lo tanto, impulsar sondas espaciales en el futuro. Sin embargo, cuando las partículas de luz fotones golpean una molécula individual y golpean un electrón, la molécula vuela hacia la fuente de luz.Los físicos atómicos de la Universidad Goethe han observado esto por primera vez, lo que confirma una teoría de 90 años.
Ya en el siglo XVI, el gran erudito Johannes Kepler postuló que la luz solar ejercía cierta presión, ya que la cola de los cometas que observaba apuntaba constantemente en dirección opuesta al Sol. En 2010, la sonda espacial japonesa Ikaros usó una vela solar para elprimera vez con el fin de utilizar el poder de la luz solar para ganar un poco de velocidad.
Física e intuitivamente, la presión de la luz o la radiación se puede explicar por la característica de partícula de la luz: las partículas de luz fotones golpean los átomos de un cuerpo y transfieren una parte de su propio momento masa por velocidad a ese cuerpo,que así se vuelve más rápido.
Sin embargo, cuando en el siglo XX los físicos estudiaron esta transferencia de impulso en el laboratorio durante experimentos con fotones de ciertas longitudes de onda que eliminaron electrones individuales de los átomos, se encontraron con un fenómeno sorprendente: el impulso del electrón expulsado era mayor que eso.del fotón que lo golpeó. Esto es en realidad imposible: desde Isaac Newton se ha sabido que dentro de un sistema, para cada fuerza debe existir una fuerza igual pero opuesta: el retroceso, por así decirlo. Por esta razón, el MunichEl científico Arnold Sommerfeld concluyó en 1930 que el impulso adicional del electrón expulsado debe provenir del átomo que dejó. Este átomo debe volar en la dirección opuesta, es decir, hacia la fuente de luz. Sin embargo, esto era imposible de medir con los instrumentos.disponible en ese momento.
Noventa años después, los físicos del equipo del estudiante de doctorado Sven Grundmann y el profesor Reinhard Dörner del Instituto de Física Nuclear han logrado por primera vez medir este efecto utilizando el microscopio de reacción COLTRIMS desarrollado en la Universidad Goethe de Frankfurt. Para ello,utilizaron rayos X en los aceleradores DESY en Hamburgo y ESRF en la Grenoble francesa, con el fin de eliminar los electrones de las moléculas de helio y nitrógeno. Seleccionaron condiciones que requerirían sólo un fotón por electrón. En el microscopio de reacción COLTRIMS, pudieronpara determinar el impulso de los electrones expulsados y los átomos de helio y nitrógeno cargados, que se denominan iones, con una precisión sin precedentes.
El profesor Reinhard Dörner explica: "No solo pudimos medir el momento del ión, sino también ver de dónde vino, es decir, del retroceso del electrón expulsado. Si los fotones en estos experimentos de colisión tienen baja energía, el fotónEl impulso se puede despreciar para el modelado teórico. Sin embargo, con altas energías de fotones, esto conduce a la imprecisión. En nuestros experimentos, ahora hemos logrado determinar el umbral de energía para cuando el momento del fotón ya no se puede descuidar. Nuestro avance experimental nos permiteahora plantean muchas más preguntas, como qué cambia cuando la energía se distribuye entre dos o más fotones ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Goethe de Frankfurt . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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