그만큼 광전 효과,물질에 충돌하는 광자가 전자의 방출을 유발함으로써 양자 역학의 전형적인 효과 중 하나입니다. 아인슈타인은 1905 년 이 현상의 근간을 이루는 핵심 메커니즘을 설명하여 1921 년 노벨 물리학상을 받았다. 그는 막스 플랑크에 의해 단지 5 년 전에 도입 된 개념에 내장:전자기 에너지는 흡수 만 분리 된 패킷에서 방출-즉,콴타한다. 양자 개념은 물리학에 혁명을 일으켰습니다. 광전자적인 효력은,그것의 부분을 위해,이제까지 더 중대한 세부사항에서 탐구되고,태양 전지에서 밤 시각 고글에 배열하는 신청에서 현재에는 이용된다. 이 효과에 대한 우리의 이해의 변화는 지난 10 년 동안 이루어졌습니다. 레이저 실험을 통해 빛과 상호 작용할 때 전자가 부모 시스템에서 제거됨에 따라 아토 초의 시간 척도에서 펼쳐지는 복잡한 양자 역학을 직접 볼 수있었습니다. 그러나,그것의 틀림 없이 순수한 형태로 광 이온화 과정의 시간 해결 측정-흡수 및 단일 언 바운드 전자에 의해 단일 광자의 방출-애매 남아 있었다. 지금까지.
옵티카,자코 푹스,그리고 초고속 레이저 물리학 교수 그룹의 동료들. 미국,오스트리아,스페인의 협력자들과 협력하는 양자 전자 연구소의 어슐러 켈러는 단일 광자의 흡수와 방출이 전자의 역학을 변화시키는 방법을 처음으로 측정 한 실험을보고 원자핵에 묶여 있지 않지만 여전히 쿨롱 잠재력을 느낀다. 새로운 실험 프로토콜을 도입,그들은 역학이 광 이온화 된 전자의 각운동량에 의존한다는 것을 발견했다:그들은 헬륨에서 나가는 전자와 디 전자 사이의 최대 12 아토 초의 지연을 측정했다. 이것은 근본적인 양자-기계적 효과의 미묘하면서도 틀림없는 서명입니다. 그리고 그들은 고전적인 기원의 근본적인 현상을 관찰,너무:그들은 그 반영 위상 변화를 측정 디-전자 외부 전파는 에스-전자보다 느린. 이것은 회전 에너지의 더 큰 부분에 의해 설명 될 수 있으며 따라서 디-전자에서 더 낮은 반경 방향 에너지로 설명 될 수 있습니다.
단일 광자의 기여도를 추출
이러한 결과는 몇 가지’최초’를 표시합니다. 켈러 그룹은 광이온의 전위 내에서 광 흥분 전자가 전파되어 측정 가능한 그룹 지연을 초래하는 광 이온화의 아토 초 시간 지연 측정을 포함하여 다양한 항 과학 분야를 개척했습니다. 이러한 아토 초 스케일 시간 지연의 측정은 일반적으로 적어도 두 개의 광자를 포함하므로 단일 광자의 기여를 추출하기가 매우 어렵습니다. 푹스 외. 이제 그냥 할 수있는 방법을 발견했다.
그들의 경우에는 두 개의 광자가 너무 관련되어 있는데,하나는 극한 자외선에 있고 다른 하나는 적외선 범위에 있습니다. 그러나 그들은 고품질 데이터에서 광 이온화가 시스템에서 진행되는 모든 양자 경로의 진폭과 상대 위상을 추출 할 수있는 적절한 절차를 고안했습니다. 이 방법으로 그들은 결합되지 않은 전자에서 전이를 유도하는 적외선 광자의 다양한 기여를 분리 할 수있었습니다(반면,결합 된 상태에서 전자를 연속체로 전달함으로써 원자를 이온화 함).
그들의 것은 또한 결합되지 않은 전자에 의한 광자의 흡수 및 방출에 대한 이러한 시간 지연의 첫 번째 측정이며,이 현상은 다음과 같이 알려져 있습니다. 실험 결과는 두 가지 독립적 인 이론적 방법으로 잘 재현됩니다. 이 시뮬레이션은 또한 관찰 된 효과 중 일부가 부모 이온의 원자 종과 독립적이라는 의미에서 보편적이라는 증거를 제공합니다.
이 작품은 아인슈타인의 정액 작업 후 115 년이 지난 후에도 광전 효과가 영감을 멈추지 않는다는 것을 보여줍니다. 푹스 및 동료에 의해 도입 된 도구는 원자와 작은 분자 모두에서 광 이온화 역학을 연구하기위한 새로운 실험 기능을 제공합니다. 이러한 연구 차례로 중간-투-긴 범위에서 상호 작용의 존재에서 특히 사진 방출 시간 지연의 풀러 이해를 제공할 수 있습니다.
