Metronom atom dapat mengukur fraksi waktu yang mengesankan

Mengukur waktu bukanlah tugas yang mudah, mengukur sebagian kecil dari waktu tampaknya mustahil. Tampaknya - sampai fisika sekali lagi memutuskan untuk menghancurkan penghalang dan tim ilmuwan mampu mengukur pergerakan elektron dalam sepersejuta detik. Dan untuk melakukan itu, mereka menggunakan metronom atom. Kemajuan ini memungkinkan peningkatan dalam fotosensor dan energi volta.

Ketika sebuah elektron keluar dari sebuah atom yang disebut ionisasi, yang mungkin masih berupa gerakan untuk menambahkannya ke atom - ia terombang-ambing seperti gelombang pada skala waktu yang sangat singkat. Tim peneliti dari TU Wein di Austria dan CREOL College di University of Central Florida melakukan apa yang tampaknya cukup menantang: mengukur osilasi minimal ini.

Pengukuran ultra-akurat

Stefan Donsa dari TU Wien membantu mengembangkan metode pengukuran baru sambil mengerjakan pengukurannya. Dia menjelaskan bahwa fase gelombang osilasi ini dapat menentukan pada titik mana dalam ruang dan waktu mereka berada. "Jika dua gelombang kuantum tumpang tindih sedemikian rupa sehingga setiap puncak satu gelombang memenuhi puncak yang lain, maka mereka bertambah. Tetapi jika Anda menggeser ombak sedikit sehingga puncak satu gelombang tumpang tindih dengan selokan lainnya, mereka juga bisa dibatalkan, ”jelasnya.

Untuk waktu osilasi elektronik tanpa perubahan fasa, para ilmuwan telah menciptakan sesuatu yang mirip dengan metronom kuantum, metronom atom. Iva Brezinova dari TU Wien mengatakan bahwa atom-atom helium terionisasi pulsa laser sedang dipelajari pada energi yang berbeda dengan simulasi komputer, tetapi juga menjelaskan bahwa atom helium dapat menyerap foton dari pulsa laser dan memancarkan elektron. dan elektron ini memiliki fase spesifik yang sangat sulit diukur.

(Foto: Getty Images)

Secara umum, di bawah ionisasi, atom hanya menerima satu foton, tetapi ionisasi multi-fotonik juga dimungkinkan. Ketika sebuah atom menyerap dua foton, elektron yang dipotretnya memiliki energi yang sangat spesifik dan lebih tinggi dari biasanya. Dengan mengukur energi kinetik ini, dimungkinkan untuk melacak elektron ketika berosilasi.

Pengembangan metronom atom yang dapat melakukan pelacakan ini memungkinkan pengukuran langsung fase elektron ketika meninggalkan atom merupakan terobosan besar bagi fisika. “Protokol pengukuran baru kami memungkinkan kami untuk menerjemahkan informasi fase elektronik ke dalam distribusi spasialnya dengan menggabungkan pulsa laser yang sangat istimewa. Dengan menggunakan jenis pulsa laser yang tepat, informasi fase dapat diperoleh langsung dari distribusi sudut elektron, ”simpul Donsa.