Впервые исследователи из Лундского университета в Швеции успешно измерили квантовое состояние электронов, испускаемых атомами после поглощения высокоэнергетических световых импульсов. Этот прорыв, достигнутый с помощью новой методики измерения под названием KRAKEN, обещает более глубокое понимание взаимодействия между светом и материей.
Методика фокусируется на фотоэлектрическом эффекте, когда высокоэнергетический свет вызывает отрыв электронов от атомов. Традиционно эти испускаемые электроны (фотоэлектроны) рассматриваются как классические частицы. Однако они являются квантовыми объектами, ведущими себя как частицы и волны, что требует описания квантовой механики.
"Измеряя квантовое состояние фотоэлектрона, наша методика позволяет точно ответить на вопрос о том, насколько квантовым является электрон", - объясняет Дэвид Бусто, доцент кафедры атомной физики. Процесс включает в себя ионизацию атомов сверхкороткими высокоэнергетическими световыми импульсами и использование лазерных импульсов разных цветов для восстановления квантового состояния слой за слоем, подобно компьютерной томографии.
Методика KRAKEN была успешно применена к атомам гелия и аргона, показав, что квантовое состояние фотоэлектрона варьируется в зависимости от материала. Этот прогресс расширяет потенциал фотоэлектронной спектроскопии, области, отмеченной Нобелевской премией в 1981 году. Она обеспечивает доступ к ранее недоступной квантовой информации..