Физики проконтролировали движение электронов с точностью до трех аттосекунд

Группа исследователей при участии российских физиков сумела провести эксперимент, в котором им впервые в мире удалось контролировать сверхбыстрые движения электронов с точностью до трех аттосекунд. Эксперимент проводился на лазере на свободных электронах FERMI, установленном в международном исследовательском центре «Elettra Sincrotrone» в Триесте. Об этом рассказывается в журнале Nature Photonics, а коротко об исследовании сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».

Если время движения атомов в молекуле характеризуется фемтосекундами, то электронная динамика (которая и определяет химические связи), протекает за десятки и сотни аттосекунд. Для исследования таких процессов нужны рентгеновские лазеры на свободных электронах.

В ходе эксперимента физики облучали атом неона импульсами излучения лазера на свободных электронах, в двух частотах (гармониками с длинами волн в 63,0 и 31,5 нанометров), а затем наблюдали за направлением вылета фотоэлектронов из атома.

Меняя временную задержку между гармониками, ученые следили за динамикой этого процесса — измеряли изменения формы угловых распределений фотоэлектронов. В результате им удалось пронаблюдать за квантовой интерференцией между двумя каналами фотоионизации атомов с временным разрешением в три аттосекунды.

Вклад российских ученых в успех этой работы значителен. «В частности, нашему коллеге, Алексею Грум-Гржимайло (старшему) принадлежит сама идея использовать для определения роли второй гармоники интерференцию резонансного и нерезонансного путей ионизации и ее проявление в вероятностях вылета электронов. Позже, совместно с профессором Светланой Страховой, нам удалось рассчитать величину эффекта, понять, будет ли он наблюдаем в принципе, и получить выражения для извлечения нужных характеристик из экспериментально измеренных параметров», — рассказала соавтор исследования Елена Грызлова из МГУ.