Los pulsos de attosegundos revelan los secretos del retardo temporal

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Científicos en Estados Unidos, con la ayuda de pulsos de attosegundos, han revelado nueva información sobre elefecto fotoeléctrico: elemisión fotoeléctricaEl retardo alcanza los 700 attosegundos, mucho mayor de lo previsto. Esta investigación reciente pone en entredicho los modelos teóricos existentes y contribuye a una comprensión más profunda de las interacciones entre electrones, lo que impulsa el desarrollo de tecnologías como los semiconductores y las células solares.
El efecto fotoeléctrico se refiere al fenómeno por el cual, cuando la luz incide sobre una molécula o átomo en una superficie metálica, el fotón interactúa con la molécula o átomo y libera electrones. Este efecto no solo es uno de los fundamentos importantes de la mecánica cuántica, sino que también tiene un profundo impacto en la física, la química y la ciencia de los materiales modernas. Sin embargo, en este campo, el denominado tiempo de retardo de la fotoemisión ha sido un tema controvertido, y diversos modelos teóricos lo han explicado con distintos grados de profundidad, sin que se haya alcanzado un consenso unificado.
Dado el notable avance de la ciencia de los attosegundos en los últimos años, esta herramienta emergente ofrece una forma sin precedentes de explorar el mundo microscópico. Al medir con precisión eventos que ocurren en escalas de tiempo extremadamente cortas, los investigadores pueden obtener más información sobre el comportamiento dinámico de las partículas. En el estudio más reciente, utilizaron una serie de pulsos de rayos X de alta intensidad, producidos por la fuente de luz coherente del Centro Linac de Stanford (SLAC), con una duración de tan solo una milmillonésima de segundo (attosegundo), para ionizar los electrones del núcleo y expulsarlos de la molécula excitada.
Para analizar con mayor detalle las trayectorias de estos electrones liberados, utilizaron electrones excitados individualmente.pulsos láserPara medir los tiempos de emisión de los electrones en diferentes direcciones, este método permitió calcular con precisión las diferencias significativas entre los distintos instantes causados ​​por la interacción entre los electrones, confirmando que el retardo podía alcanzar los 700 attosegundos. Cabe destacar que este descubrimiento no solo valida algunas hipótesis previas, sino que también plantea nuevas preguntas, lo que obliga a reexaminar y revisar las teorías pertinentes.
Además, el estudio subraya la importancia de medir e interpretar estos retardos temporales, cruciales para comprender los resultados experimentales. En cristalografía de proteínas, imagen médica y otras aplicaciones importantes que implican la interacción de rayos X con la materia, estos datos constituirán una base fundamental para optimizar los métodos técnicos y mejorar la calidad de las imágenes. Por consiguiente, el equipo planea seguir explorando la dinámica electrónica de distintos tipos de moléculas con el fin de obtener nueva información sobre el comportamiento electrónico en sistemas más complejos y su relación con la estructura molecular, sentando así una base de datos más sólida para el desarrollo de tecnologías afines en el futuro.