La técnica KRAKEN revela la dependencia del estado cuántico del electrón del material de origen

Investigadores de la Universidad de Lund en Suecia han desarrollado un novedoso método, denominado KRAKEN, para medir el estado cuántico de los electrones emitidos por átomos bajo pulsos de luz de alta energía. Esta técnica permite determinar con precisión cuán "cuántico" aparece un electrón.El estudio abre nuevas perspectivas en la comprensión de la interacción de la luz y la materia a nivel cuántico. El método se basa en el principio de la espectroscopia de fotoelectrones, pero va más allá al medir no solo las propiedades clásicas de un fotoelectrón, como su velocidad, sino también su estado cuántico completo.David Busto, profesor de física atómica y uno de los autores del estudio, explica que su técnica permite reconstruir un objeto tridimensional complejo tomando múltiples imágenes bidimensionales desde diferentes ángulos, de forma similar a como funciona una tomografía computarizada del cerebro. Para ello, los investigadores utilizan un par de pulsos láser de diferentes colores para "fotografiar" y reconstruir el estado cuántico de un electrón capa por capa.Los experimentos realizados en átomos de helio y argón mostraron que el estado cuántico de un fotoelectrón depende del tipo de material del que se emite. Este descubrimiento podría tener consecuencias de gran alcance para diversos campos científicos, incluida la fotoquímica atmosférica y el estudio de sistemas para la recolección de energía solar, como los paneles solares o la fotosíntesis en las plantas.La nueva metodología también vincula dos campos diferentes de la ciencia: la física de attosegundos y la espectroscopia, por un lado, y la información cuántica y las tecnologías cuánticas, por el otro. Esto encaja en el contexto de la "segunda revolución cuántica", que tiene como objetivo manipular objetos cuánticos individuales para explotar todo su potencial en diversas aplicaciones.Si bien la técnica KRAKEN no conduce directamente a la creación de nuevas computadoras cuánticas, proporciona a los físicos acceso al conocimiento sobre el estado cuántico de los fotoelectrones, lo que permitirá explotar al máximo sus propiedades cuánticas para futuras aplicaciones. Esto podría ayudar a descubrir los procesos que ocurren en un material después de la emisión de electrones, lo cual es especialmente importante para estudiar las propiedades de nuevos materiales.Los investigadores esperan que en el futuro su método permita rastrear cómo las propiedades cuánticas de los electrones evolucionan con el tiempo desde un estado cuántico a uno clásico, lo que podría arrojar luz sobre cuestiones fundamentales de la mecánica cuántica y su conexión con el mundo macroscópico.