Meny

Javascript verkar inte påslaget? - Vissa delar av Lunds universitets webbplats fungerar inte optimalt utan javascript, kontrollera din webbläsares inställningar.
Du är här

Så ofattbart snabbt slits en elektron loss från en atom

Forskare har i en världsunik mätning klockat tiden för hur lång – eller snarare kort – tid det tar för en elektron att slitas loss från en atom. Resultatet är 0,000 000 000 000 000 10 sekunder, eller 10 miljarddelar av en miljarddels sekund. Forskarnas tidtagarur är extremt korta ljuspulser. Metoden kan på sikt ge nya inblickar i några av naturens mest grundläggande processer, är förhoppningen. Rönen publiceras i Science.
Världens noggrannaste tidtagarur? Inifrån labbets vakuum-kammare, med ena väggen bortplockad, som visar var laserljuset (lila) och neon-gasen (röd) kommer ifrån. Bild: Marcus Isinger.
Världens noggrannaste tidtagarur? Inifrån labbets vakuum-kammare, med ena väggen bortplockad, som visar var laserljuset (lila) och neon-gasen (röd) kommer ifrån. Bild: Marcus Isinger.

Forskare från Lund, Stockholm och Göteborg har dokumenterat det otroligt korta ögonblick då en elektron i en neon-atom frigörs.

-  När ljus träffar atomen tar elektronen åt sig av ljusenergin. Ett ögonblick senare frigörs elektronen från atomens bindande kraft.  Det här fenomenet, som kallas fotojonisation, är en av fysikens mest fundamentala processer och blev först teoretiskt kartlagd av Albert Einstein, som också blev tilldelad nobelpriset i fysik år 1921 för just detta, säger Marcus Isinger, doktorand vid fysiska institutionen, Lunds universitet och förste författare.
 
”Filmar” flitiga elektroner 
Experimentet krävde både extremt noggrann tidtagning, med en säkerhet på några miljarddelar av en miljarddel av en sekund (så kallad en attosekund), och en exakt mätning av elektroners rörelseenergi, med en precision på en tusendels attojoule. Tidtagningen görs med hjälp av en så kallad interferometri-teknik och extremt korta ljuspulser, s.k. attosekundpulser.

Trotsar Heisenberg
Den nya mättekniken kringgår den begränsning som en av kvantfysikens upphovspersoner, Werner Heisenberg, formulerade 1927. Enligt ”Heisenbergs osäkerhetsprincip” går det inte att samtidigt veta en elektrons fart och plats i rummet. Eller att samtidigt bestämma energi och tid. Men nu visar de svenska forskarna att det visst går.
 
Kemiska reaktioner nästa steg
Fyndet bekräftar flera år av teoretiskt arbete och visar att attofysiken är mogen att nu ta sig an mer komplexa molekyler.

- 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. Att följa en sådan process i realtid är lite av en helig graal inom hela naturvetenskapen. Nu har vi kommit ett steg närmare, säger Marcus Isinger.
 
Forskarna som ingick i projektet: Mätningarna och tolkningarna lyckades tack vare ett samarbete mellan flera svenska forskargrupper med kompletterande kompetenser: laser och attosekundfysik (Anne L’Huillier, Cord Arnold, atomfysik, Lund Laser Centre, Lunds universitet), fotoelektronspektroskopi (Mathieu Gisselbrecht, synkrotronljusfysik, Raimund Feifel, Göteborgs universitet), samt teoretisk atomfysik (Marcus Dahlström, matematisk fysik, Eva Lindroth, Stockholms universitet).  

Länk till artikeln i Science: http://science.sciencemag.org/content/early/2017/11/01/science.aao7043
 
Fler nyheter från LTH

Senaste artiklar

2017-11-17
Varmare klimat förändrar Skånes flora
Varmare klimat förändrar Skånes flora
2017-11-16
Arter i norr mer utsatta för klimatförändringar
Arter i norr mer utsatta för klimatförändringar
2017-11-15
Cancerfonden delar ut 77 miljoner kronor till Lunds universitet
Cancerfonden delar ut 77 miljoner kronor till Lunds universitet
2017-11-15
Största hjärtstoppsstudien i världen
Största hjärtstoppsstudien i världen
2017-11-15
Miljardsatsning på AI och kvantteknologi
Miljardsatsning på AI och kvantteknologi

Box 117, 221 00 LUND
Telefon 046-222 00 00 (växel)
Telefax 046-222 47 20
lu [at] lu.se

Fakturaadress: Box 188, 221 00 LUND
Organisationsnummer: 202100-3211
Om webbplatsen