Ученые раскрыли механизм взаимодействия электронов внутри атомов

Исследователи из США зафиксировали неожиданную задержку при испускании электронов атомами после воздействия рентгеновского излучения. Измеренное время оказалось почти вдвое больше теоретически предсказанного значения.

Эксперимент проводился с использованием аттосекундных рентгеновских импульсов, генерируемых лазером на свободных электронах. Длительность одного импульса составила несколько аттосекунд — квинтиллионных долей секунды. Для фиксации момента вылета электрона применялся инфракрасный лазер, вращающееся электрическое поле которого выполняло роль сверхточных часов.

При облучении атомов рентгеновскими лучами происходит фотоэлектрический эффект: электрон поглощает энергию фотона и покидает атом. Существующие теоретические модели предполагали практически мгновенное испускание электрона после поглощения кванта энергии. Однако прямые измерения показали значительное отклонение от расчетных данных.

Причиной расхождения стали электрон-электронные взаимодействия внутри атомов и молекул. Рентгеновское излучение воздействует на электроны внутренних оболочек, расположенных вблизи ядра. Эти электроны активно взаимодействуют с остальными электронами посредством электрических сил, что замедляет процесс испускания.

Результаты указывают на необходимость пересмотра существующих квантовых моделей. Электроны демонстрируют более сложное коллективное поведение, чем предполагалось ранее. Открытие имеет значение для разработки полупроводниковых устройств, исследований химических реакций и развития квантовых технологий.