Conseguiron cronometrar a emisión de electróns

2017/09/21 Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Físicos do DIPC e da UPV-EHU, xunto a científicos de varias universidades alemás, investigaron que ocorre no efecto fotoeléctrico nos primeiros attosegundos. Por primeira vez han cronometrado exhaustivamente a emisión de electróns e han visto que os electróns con máis enerxía non son os primeiros en chegar.

O seu traballo foi publicado na revista Science e explicaron a técnica utilizada, utilizando os sofisticados pulsos dos láseres de luz. A combinación adecuada destes pulsos permite medir o tempo que tarda un electrón en saír dun material, tras ser excitado por un fotón no efecto fotoeléctrico. Nestas medidas, ademais, pódense distinguir os electróns procedentes dos diferentes átomos e os que proveñen de diferentes estados cuánticos, coma se fosen distintas rúas dunha carreira de velocidade. O máis sorprendente foi comprobar que os electróns de maior enerxía chegaron ao detector no último lugar.

A explicación deste comportamento inesperado debeuse aos complexos cálculos numéricos realizados polo equipo de investigadores de San Sebastián, liderados por Pedro Miguel Etxenike e Andrey Kazansky. Segundo estes cálculos, no momento de comezar a “carreira”, cada electrón debía superar una barreira enerxética –barreira centrífuga– específica paira cada estado cuántico. Curiosamente, os electróns "máis rápidos" atopáronse coas barreiras enerxéticas máis altas. Estes electróns non podían superar as barreiras na primeira, polo que permanecían atrapados durante certo tempo ao redor dos núcleos atómicos antes de que se producise a fuga. É dicir, como una carreira chea de obstáculos na que as barreiras dos electróns máis rápidos terían maior altura.

Investigadores do DIPC e a UPV afirmaron que estes equipos experimentais punteiros condúcennos a unha nova fronteira da física: o mundo dos attosegundos, os triliones dun segundo. Nos últimos anos avanzouse moito na miniaturización dos compoñentes tecnolóxicos e, ademais do seu tamaño, mostráronse partidarios de profundar nos fenómenos que aparecen ao reducir o tempo. Os attosegundos son períodos de tempo extremadamente curtos, pero estes intervalos marcan o límite de velocidade paira futuros procesos electrónicos. Os avances tecnolóxicos neste campo dependerán da nosa capacidade paira analizar os fenómenos que se producen nestas escalas de tempo e controlar o transporte de electróns en diferentes dispositivos coa precisión dos attosegundos.