首次觀測(cè)到電子飛離原子過程

據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月12日?qǐng)?bào)道，研究人員通過朝一個(gè)原子發(fā)射一束強(qiáng)烈的激光脈沖，首次實(shí)時(shí)觀測(cè)到了原子最外層的電子從原子中噴射而出的情景。研究人員表示，這項(xiàng)新方法有望讓科學(xué)家制備出效率更高的電子設(shè)備，將電子數(shù)據(jù)處理過程推向更高的層次。

美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校、德國(guó)馬克斯普朗克量子光學(xué)研究所和美國(guó)能源部下屬的勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員在超快激光專家斯蒂芬·萊翁的領(lǐng)導(dǎo)下，在不足4飛秒（一秒的一千萬億分之一）的時(shí)間內(nèi)，朝一個(gè)氪原子施加了超快速的超紫外線激光脈沖，其持續(xù)時(shí)間只有150阿秒（微微微秒，飛秒的千分之一），并觀測(cè)和拍攝到了氪原子最外層電子的運(yùn)動(dòng)過程。

圖片顯示，施加了激光脈沖后，氪原子外層的一個(gè)電子從原子中噴射出來，留下來的“原子”外殼擁有了一個(gè)高度“興奮”的帶正電空穴。

這項(xiàng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的研究有望使科學(xué)家更好地控制一些過程，從而促進(jìn)高速電子學(xué)的發(fā)展。萊翁解釋道，如果我們想要理解高速電子學(xué)，我們需要想方設(shè)法改變化學(xué)反應(yīng)中的分子鍵，改變固體內(nèi)以及化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而要想做到這一點(diǎn)，只能通過“凝固時(shí)間”，即讓整個(gè)過程在飛秒時(shí)間內(nèi)完成才行。

負(fù)責(zé)該實(shí)驗(yàn)的美國(guó)空軍實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目主管邁克爾·伯曼認(rèn)為，新技術(shù)是阿秒脈沖能夠探測(cè)電子運(yùn)動(dòng)情況的有力保障，并將為科學(xué)家在更快的時(shí)間規(guī)模上探測(cè)基本的物理過程打開一扇新窗口。

伯曼也指出，新技術(shù)可用來探測(cè)物質(zhì)和半導(dǎo)體中的電子運(yùn)動(dòng)情況，幫助理解電子損失的過程并減少電子損失，以制造出效率更高的電子設(shè)備和其他設(shè)備，比如太陽能電池等；并且將電子數(shù)據(jù)處理推向最高的層面。