Los investigadores, por solo una fracción de segundo, han vislumbrado una visión del mundo desde el punto de vista electrónico.
Es decir, han logrado por primera vez rastrear un electrón que abandona la vecindad de un átomo a medida que el átomo absorbe luz. De manera similar a tomar "instantáneas" del proceso, pudieron seguir cómo cada electrón es únicoEl impulso cambió durante el período de tiempo increíblemente corto que tardó en escapar de su átomo huésped y convertirse en un electrón libre.
en el diario Física de la naturaleza , los investigadores escriben que seguir los electrones con tan fino detalle constituye un primer paso para controlar el comportamiento de los electrones dentro de la materia, y por lo tanto el primer paso en un camino largo y complicado que podría conducir a la capacidad de crear nuevos estados de materiaa voluntad.
Una consecuencia inmediata es que los investigadores ahora pueden clasificar el comportamiento mecánico cuántico de los electrones de diferentes átomos, explicó el líder del proyecto Louis DiMauro, presidente de Hagenlocker y profesor de física en la Universidad Estatal de Ohio.
"Ahora podemos mirar un electrón y descifrar su historia temprana. Podemos preguntarnos en qué se diferencia si viniera de un átomo de helio o un átomo de neón, por ejemplo", dijo.
Pero el objetivo final de los investigadores es mapear los sistemas de mecánica cuántica, que se aplican al mundo ultrapequeño, a una escala mucho mayor para que eventualmente puedan dirigir los movimientos de partículas subatómicas dentro de una molécula.
"Si piensa en cada instantánea que tomamos como un cuadro en una película, tal vez algún día podríamos detener la película en un cuadro en particular y cambiar lo que sucede a continuación, digamos, pinchando un electrón con luz y cambiando su dirección.sería como entrar en una reacción química y hacer que la reacción suceda de una manera diferente de lo que sería naturalmente ", dijo DiMauro.
Esencialmente, él y el estudiante de doctorado de física Dietrich Kiesewetter y sus colegas han demostrado que una técnica de laboratorio bien establecida para estudiar electrones libres podría usarse para estudiar electrones que aún no están completamente libres, sino más bien en el proceso de salida de un átomo.
Los electrones se comportan de manera diferente cuando pueden sentir el tirón de las fuerzas subatómicas desde un núcleo y electrones vecinos, y cuanto más lejos se alejan de un átomo, esas fuerzas disminuyen. Aunque liberarse toma menos de un femtosegundo una cuadrillonésima de unsegundo, este estudio muestra cómo el impulso de un electrón cambia muchas veces en el camino a medida que pierde contacto con partes individuales del átomo. Esos cambios tienen lugar en la escala de attosegundos milésimas de femtosegundo, o quintillones de segundo.
La técnica que usaron los investigadores se llama RABBITT, o Reconstrucción de golpes de attosegundos al interferir las transiciones de dos fotones, e involucra golpear los átomos en un gas con luz para revelar información cuántica mecánica. Ha existido durante casi 15 años, y tieneconvertirse en un procedimiento estándar para estudiar procesos que suceden en escalas de tiempo muy cortas.
Sin embargo, no toda la información mecánica cuántica que proviene de RABBITT es utilizable, o, al menos, no se pensaba que toda era utilizable hasta ahora. Es por eso que han doblado su versión de la técnica RABBITT +.
"Estamos utilizando la información que otras personas tirarían, la parte que viene de cerca del núcleo del átomo, porque los datos siempre parecían demasiado complejos para descifrarlos", dijo DiMauro. "Desarrollamos un modelo que muestrapodemos extraer información simple pero importante de la información más compleja "
DiMauro le dio crédito a Robert Jones, el profesor de física Francis H. Smith de la Universidad de Virginia, por elaborar elementos clave del modelo que hizo que la información fuera útil. Otros coautores del artículo incluyen a Pierre Agostini, profesor de física enOhio State, y los ex estudiantes de doctorado Stephen Schoun y Antoine Camper, que se han graduado desde entonces.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Pam Frost Gorder. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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