立體光電效應(yīng)
在光電效應(yīng)中，光子從物質(zhì)中釋放電子。蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)的研究人員現(xiàn)在使用阿秒激光脈沖來測(cè)量這種效應(yīng)在分子中的時(shí)間演化。從他們的結(jié)果，他們可以推斷出精確的位置光電離事件。 OI1&Z4Lx
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當(dāng)光子擊中一個(gè)物質(zhì)時(shí)，它可以從它發(fā)出一個(gè)電子，只要它有足夠的能量。阿爾伯特·愛因斯坦在他的“奇跡年”1905中發(fā)現(xiàn)了這個(gè)現(xiàn)象的理論解釋，這就是伯爾尼的光電效應(yīng)。這一解釋對(duì)當(dāng)時(shí)正在進(jìn)行的量子力學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，并在1921獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。由蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)量子電子學(xué)研究所（Ursula Keller）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際物理學(xué)家小組現(xiàn)在利用阿秒激光脈沖為這一重要效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究增加了一個(gè)新的維度。 6\ (\
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根據(jù)電子是否接近氧或碳原子，激光脈沖會(huì)或多或少地彈出電子。這種差異現(xiàn)在可以精確地測(cè)量出來。圖片來源：蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)。 rrmr#a
“有相當(dāng)一段時(shí)間，人們研究原子中光電效應(yīng)的時(shí)間演化”，博士生JANIEVOS說，“但迄今為止關(guān)于分子的研究很少，這主要是因?yàn)榉肿颖葐蝹�(gè)原子復(fù)雜得多。在原子中，圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的最外層電子基本上從它的軌道上彈射出來。在一個(gè)分子中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的核共用同一個(gè)電子。它的位置取決于不同吸引勢(shì)之間的相互作用。在這種情況下，光電效應(yīng)究竟如何發(fā)生，現(xiàn)在只能詳細(xì)研究�！� K /. ;N.9
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為此，凱勒和她的同事使用一氧化碳分子，一氧化碳分子由兩個(gè)原子組成：一個(gè)碳原子和一個(gè)氧原子。這些分子暴露在極紫外激光脈沖中，僅持續(xù)幾秒鐘。（阿秒是十億秒十億分之一）。紫外線光子的能量將電子從分子中撕下，隨后分裂成其組成的原子。這些原子中的一個(gè)在這個(gè)過程中變成正電荷的離子。研究人員使用一種特殊的儀器測(cè)量了電子和離子飛走的方向。第二個(gè)激光脈沖，作為一種測(cè)量棒，也允許它們確定電子離開分子的精確瞬間。 \-c70v63X
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“以這種方式，我們第一次能夠測(cè)量所謂的立體維格納時(shí)間延遲時(shí)，”Laura Cattaneo解釋說，他是Keller集團(tuán)的博士后研究員。立體聲維格納時(shí)間延遲測(cè)量了電子在離光電原子附近或碳原子靠近時(shí)發(fā)生離開分子的時(shí)間。非常短的激光脈沖使得可以在幾秒鐘內(nèi)測(cè)量這一瞬間。從該信息，反過來，可以確定分子內(nèi)的電離事件的位置在十納米的范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與描述光電離時(shí)電子最有可能位置的理論預(yù)測(cè)吻合得很好。 8/]5 h%
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接下來，蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)研究者希望從笑氣N2O開始仔細(xì)研究更大的分子。分子中的額外原子已經(jīng)使理論描述變得更加困難，但同時(shí)物理學(xué)家希望獲得新的現(xiàn)象，例如進(jìn)入所謂的在分子內(nèi)稱為電荷遷移，后者在化學(xué)過程中起著重要的作用。 vrQ/Yf:\B
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原則上，甚至可以使用阿秒激光脈沖來研究這些過程，但也可以有意地引導(dǎo)它們，從而詳細(xì)地控制化學(xué)反應(yīng)。然而，現(xiàn)在，阿托—化學(xué)仍有很長(zhǎng)的路要走，正如Jannie Vos指出的：“從理論上講，這一切都非常令人興奮，但在我們到達(dá)這一目標(biāo)之前還有很多工作要做。”
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