Материал портала ядерных знаний BelNET
статья/документ по запросу ресурса "1634"
2022-02-11 На сайте Phys.org опубликована статья "Measuring Einstein's photoelectric effect: The time it takes for an electron to be released" - "Измерение фотоэлектрического эффекта Эйнштейна: время, необходимое для высвобождения электрона".
Когда свет попадает на материал, него могут высвобождаться электроны — это т. н. фотоэлектрический эффект. Хотя этот эффект сыграл важную роль в развитии квантовой теории, он по-прежнему хранит ряд секретов: до сих пор неясно, как быстро высвобождается электрон после поглощения фотона. Ученые смогли найти ответ на эту загадку с помощью разработанного в Институте ядерной физики Франкфуртского университета им. Гёте реакционного микроскопа COLTRIMS: быстро, а именно всего за несколько аттосекунд — за одну миллиардную из миллиардных долей секунды. Ровно 100 лет назад Альберту Эйнштейну была присуждена Нобелевская премия по физике за работу по фотоэлектрическому эффекту. Ученые тогда еще не совсем понимали его революционную теорию относительности, но Эйнштейн также провел новаторскую работу по фотоэлектрическому эффекту. Своим анализом он смог продемонстрировать, что свет состоит из отдельных пакетов энергии — так называемых фотонов. Это было решающим подтверждением гипотезы Макса Планка о том, что свет состоит из квантов, и проложило путь современной квантовой теории. Хотя к тому времени фотоэлектрический эффект в молекулах широко изучался, до сих пор было невозможно определить его эволюцию во времени в экспериментальных измерениях. Сколько времени требуется после того, как квант света ударил молекулу, чтобы электрон сместился в определенном направлении? Это время составляет несколько аттосекунд и оно может быть измерено пока косвенно - с помощью микроскопа COLTRIMS — измерительного устройства, с помощью которого можно изучать отдельные атомы и молекулы с невероятной точностью. Испускание электронов не происходит симметрично во всех направлениях. Поскольку молекулы монооксида углерода имеют выпирающую ось, испускаемые электроны, пока они находятся в непосредственной близости от молекулы, по-прежнему подвергаются воздействию ее электростатических полей. Это немного задерживает высвобождение — и в разной степени в зависимости от направления, в котором выбрасываются электроны. Так как, в соответствии с законами квантовой физики, электроны имеют не только корпускулярный, но и волновой характер, что в итоге проявляется в виде интерференционной картины на детекторе. На основе этих интерференционных эффектов, которые ученые смогли измерить с помощью реакционного микроскопа, продолжительность задержки может быть определена косвенно с очень высокой точностью, даже если временной интервал невероятно короток. Обнаружено, что этот временной интервал очень сильно зависит от направления, в котором электрон покидает молекулу, и что это время испускания также сильно зависит от скорости электрона. Все подробности см. здесь и здесь - в статье в свободном доступе в журнале "Nature Communications". Загрузить:
|
Вход, регистрация
