Ils ont réussi à chronométrer l'émission d'électrons

2017/09/21 Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Des physiciens du DIPC et de l'UPV-EHU, ainsi que des scientifiques de plusieurs universités allemandes, ont étudié ce qui se passe dans l'effet photoélectrique dans les premiers attosecondes. Pour la première fois, ils ont largement chronométré l'émission d'électrons et ont vu que les électrons avec plus d'énergie ne sont pas les premiers à arriver.

Leur travail a été publié dans la revue Science et ils ont expliqué la technique utilisée, en utilisant les impulsions sophistiquées des lasers de lumière. La combinaison adéquate de ces impulsions permet de mesurer le temps qu'un électron prend à sortir d'un matériau, après avoir été excité par un photon dans l'effet photoélectrique. Dans ces mesures, en outre, on peut distinguer les électrons provenant des différents atomes et ceux provenant de différents états quantiques, comme s'ils étaient différentes rues d'une course de vitesse. Le plus surprenant était de vérifier que les électrons les plus énergiques sont arrivés au détecteur à la dernière place.

L'explication de ce comportement inattendu est due aux calculs numériques complexes réalisés par l'équipe de chercheurs de Saint-Sébastien, dirigés par Pierre Michel Etxenike et Andrey Kazansky. Selon ces calculs, au moment du début de la «course», chaque électron devait dépasser une barrière énergétique – barrière centrifuge – spécifique à chaque état quantique. Curieusement, les électrons "les plus rapides" ont rencontré les plus hautes barrières énergétiques. Ces électrons ne pouvaient pas surmonter les barrières dans la première, de sorte qu'ils restaient piégés pendant un certain temps autour des noyaux atomiques avant la fuite. C'est, comme une course pleine d'obstacles dans lequel les barrières des électrons les plus rapides auraient plus de hauteur.

Des chercheurs du DIPC et de l'UPV ont affirmé que ces équipes expérimentales de pointe nous conduisent à une nouvelle frontière de la physique : le monde des attosecondes, les trilions d'une seconde. Ces dernières années, on a beaucoup progressé dans la miniaturisation des composants technologiques et, en plus de leur taille, ils se sont montrés partisans d'approfondir les phénomènes qui apparaissent en réduisant le temps. Les attosecondes sont des périodes extrêmement courtes, mais ces intervalles indiquent la limite de vitesse pour les futurs processus électroniques. Les progrès technologiques dans ce domaine dépendront de notre capacité à analyser les phénomènes qui se produisent à ces échelles de temps et de contrôler le transport d'électrons sur différents appareils avec la précision des attosecondes.