Фізики розкрили секрет ефекту, описаного Ейнштейном: це відкриття суперечить теоріям

Фізики з Національної прискорювальної лабораторії SLAC (США) виявили нові дані про фотоелектричний ефект, явище, яке вперше описав Альберт Ейнштейн понад 100 років тому. Вчені виявили невідповідність з наявними теоріями за допомогою нового методу для вивчення взаємодій між електронами. Ці взаємодії є основоположними для багатьох технологій, включно з напівпровідниками і сонячними панелями. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature, пише SciTechDaily.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Коли атом поглинає частинку світла фотон, то він може викинути електрон під час процесу, відомого як фотоелектричний ефект. Його вперше понад 100 років тому описав Ейнштейн і він також відомий як фотоіонізація. Ця робота Ейнштейна заклала теоретичну основу для квантової механіки. Але миттєва природа цього ефекту стала предметом тривалого вивчення та дебатів.

Досягнення американських фізиків дало змогу отримати необхідний інструмент для виявлення надшвидких часових затримок, пов'язаних із фотоіонізацією. Фізики створили новий метод для вимірювання затримок у викидах електронів за допомогою аттосекундних рентгенівських імпульсів.

За словами вчених, тільки через понад століття після опису Ейнштейном фотоелектричного ефекту, вийшло по-справжньому зрозуміти динаміку, що лежить в його основі. Вчені вважають, що їм вдалося досягти великого успіху в розумінні цього явища.

Фізики використовували аттосекундний рентгенівський імпульс, що виходить від лінійного прискорювача частинок, тривалістю лише в мільярдні частки мільярдної частки секунди, для іонізації електронів на рівні ядра.

Під час цього процесу відбувався викид електронів з атомів, які вивчали вчені. Потім фізики використовували окремий лазерний імпульс, який виштовхував електрони іншому напрямку залежно від часу їхнього викиду для вимірювання затримки фотоелектричного ефекту.

Цю затримку можна розглядати як час між поглинанням фотона атомом і викидом електрона. Були виявлені затримки, що досягають 700 аттосекунд. Це набагато більше, ніж передбачали теорії. Таким чином це відкриття кидає виклик існуючим теоретичним моделям і відкриває новий для розуміння поведінки електронів.

Фізики також виявили, що взаємодія між електронами відіграє важливу роль у цій затримці.

Нове дослідження є одним із перших у серії запланованих експериментів, які спрямовані спрямованих на вивчення динаміки електронів у різних молекулярних системах.

Також Фокус писав про те, що новий експеримент фізиків показав дивовижну властивість води. Виявилося, що при дуже високій температурі і найвищому тиску вона перетворюється на лід.

Як уже писав Фокус, космічному апарату Europa Clipper потрібні величезні сонячні панелі, щоб отримувати достатньо енергії в холодному і темному космосі. А тому зонд для вивчення супутника Юпітера Європи вчені з NASA оснастили панелями, які більші за довжину професійного баскетбольного майданчика.