Atómový metronóm dokáže merať pôsobivé časové zlomky

Meranie času nie je ľahká úloha, meranie neuveriteľne malých častí času sa zdalo nemožné. Zdalo sa - až kým sa fyzika opäť nerozhodla prelomiť bariéry a tím vedcov dokázal zmerať pohyb elektrónov v miliardtine sekundy. A na to použili atómový metronóm. Tento pokrok môže umožniť vylepšenie fotosenzorov a voltickej energie.

Keď elektrón vychádza z atómu nazývaného ionizácia, ktorý môže byť stále pohybom jeho pridania k atómu, osciluje v extrémne krátkom časovom rozsahu nahor a nadol ako vlna. Tím vedcov z TU Wein v Rakúsku a CREOL College na University of Central Florida urobil to, čo sa zdalo byť celkom výzvou: meranie tejto minimálnej oscilácie.

Veľmi presné meranie

Stefan Donsa TU Wien pomohol vyvinúť novú metódu merania pri práci na jej meraní. Vysvetľuje, že fáza tejto vlny oscilácie môže povedať, v ktorom bode v priestore a čase sa nachádzajú. „Ak sa dve kvantové vlny prekrývajú takým spôsobom, že každý vrchol jednej vlny spĺňa vrchol druhého, sčítajú sa. Ale ak posuniete vlny mierne tak, aby vrchol jednej vlny prekrýval žľab druhej, môžu byť tiež zrušené, “vysvetľuje.

Vedci časom vytvorili elektronické oscilácie bez akejkoľvek zmeny fázy a vytvorili niečo podobné kvantovému metronómu, atómovému metronómu. Iva Brezinová z TU Wien hovorí, že atómy hélia laserového impulzu laserom sa už študujú pri rôznych energiách pomocou počítačových simulácií, ale tiež vysvetľuje, že atóm hélia môže absorbovať fotón z laserového impulzu a emitovať elektrón. a tento elektrón má špecifickú fázu, ktorú je ťažké merať.

(Foto: Getty Images)

Všeobecne je možné uviesť, že pri ionizácii atóm prijíma iba jeden fotón, ale je tiež možná multi-fotonická ionizácia. Keď atóm absorbuje dva fotóny, elektrón, ktorý strieľa, má veľmi špecifickú energiu a je vyšší ako normálne. Meraním tejto kinetickej energie je možné sledovať osciláciu elektrónu.

Vývoj atómového metronómu, ktorý dokáže toto sledovanie umožniť priame meranie fázy elektrónu, keď opúšťa atóm, je pre fyziku obrovským prielomom. „Náš nový protokol merania nám umožňuje prevádzať informácie o elektronickej fáze do jej priestorového rozloženia kombináciou veľmi špeciálnych laserových impulzov. Použitím správneho typu laserových impulzov je možné získať fázové informácie priamo z uhlového rozdelenia elektrónov, “uzatvára Donsa.