Forskarnas mätning: Elektronens hypersnabba skilsmässa

2017-11-14 16:23  
Det var Albert Einstein som kartlade fenomenet fotojonisation teoretiskt. Det är en av fysikens mest fundamentala processer. Foto: TT

Svenska forskare har för första gången mätt hur lång tid det tar för en elektron att slita sig loss från en atom. Mätningen ger en inblick i en av naturens mest fundamentala processer.

Det går inte snabbt, det går ofattbart snabbt. Eller vad sägs om 0,000 000 000 000 000 10 sekunder? Eller 10 miljarddelar av en miljarddels sekund.

Det är nämligen den tid det tar för en elektron att frigöra sig från en atom.

”När atomer eller molekyler genomgår kemiska reaktioner är det elektroner som står för grovgörat. De omgrupperar och förflyttar sig så att nya bindningar mellan molekyler skapas eller förintas”, säger Marcus Isinger, doktorand vid institutionen för fysik vid Lunds universitet, i ett pressmeddelande.

När ljus träffar en atom suger elektronen upp ljusenergin. Strax därefter frigörs elektronen från atomens bindande kraft.

Fenomenet kallas för fotojonisation och är en av fysikens mest fundamentala processer och blev först teoretiskt kartlagd av Albert Einstein, ett arbete han belönades med Nobelpriset i fysik för 1921.

Att mäta hur lång tid detta tar är dock inte så lätt. Dels krävs en mätutrustning med en säkerhet på några miljarddelar av en miljarddel av en sekund (attosekund), dels borde sådana mätningar egentligen vara ”omöjliga”. Åtminstone enligt Werner Heisenberg och dennes ”osäkerhetsprincip” som säger att det inte samtidigt går att veta en elektrons fart och plats i rummet. Eller samtidigt bestämma dess energi och tid.

Forskarna använde sig dock av en metod – interferometriteknik – som kringgår denna problematik genom att den använder sig av extremt korta ljuspulser, så kallade attosekundpulser.

Mätningen, som publiceras i tidskriften Science, visar att det hela är över på 10 attosekunder eller 10 miljarddelar av en miljarddels sekund.

”Att följa en sådan här process i realtid är lite av en helig graal inom naturvetenskapen. Nu har vi kommit ett steg närmare”, säger Marcus Isinger.

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt