ТПУ: работа нобелевских лауреатов позволит "заснять" туннельный эффект
Профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета (ТПУ) Александр Потылицын считает, что исследование нобелевских лауреатов по физике 2023 года позволит отследить процесс прохождения электронов через барьер и понять, что с ними происходит, сообщила пресс-служба вуза в среду.
Нобелевскую премию по физике в 2023 года получили Пьер Агостини (США), Ференц Крауз (Германия) и Анн Л'Юлье (Швеция) за экспериментальные методы, генерирующие аттосекудные импульсы света для изучения динамики электронов в веществе.
"Нобелевские лауреаты этого года перешли в другой диапазон длин волн, так называемый дальний ультрафиолет. Там длина волны на порядок меньше – доли микрона, и поэтому можно сузить импульс до сотни аттосекунд (аттосекунда равна 10-18 секундам. – Ред.). То есть они получили световую вспышку, которая позволяет отслеживать, как идет образование сложных молекул, например, в биологически активных средах", – цитируется Потылицын.
Добавляется, что метод нобелевских лауреатов позволит отслеживать траекторию электрона по мере его прохождения через образец (туннельный эффект) и "снимать фильмы" этого процесса во времени. По словам профессора, раньше со световыми вспышками этого сделать не удавалось, так как длительность самой вспышки была сопоставима с временем протекания процесса.
"Представьте, что вы бросаете мяч, он ударяется об стену и отскакивает. Он не может пройти сквозь стену. Но в квантовом мире известно: чем меньше частица, тем больше вероятность того, что эта частица проскочит через барьер. Поэтому, если ваш мячик уменьшить в миллиард раз, то его вероятность проскочить через барьер была бы уже не нулевая...", – цитируют профессора.
Нобелевские лауреаты предложили воздействовать на радиатор мощным лазером. Таким образом, когда электрон поглощает несколько лазерных фотонов и покидает энергетический уровень, при заполнении образовавшейся "вакансии" происходит излучение одного фотона с длинной волны намного короче длин волн в видимом диапазоне.
"...А если уменьшить его еще в миллион раз, то вероятность его прохождения будет примерно "половина на половину": одна половина "мячиков" будет отражаться от барьера, а вторая – пройдет сквозь. Это так называемый квантовый туннельный эффект. С помощью открытого нобелевскими лауреатами метода можно будет, грубо говоря, просканировать этот эффект", – приводят слова Потылицына.
По словам профессора, исследования в фундаментальной атомной физике начали развиваться после публикаций Нильса Бора 110 лет назад. Ученые смогли достичь больших результатов: от электронных микроскопов и лазерной физики до квантовой телепортации и квантовых компьютеров. Политехник уверен, что через 10-15 лет туннельные микроскопы будут работать по методу нобелевских лауреатов.
Источник: Новости РИА Томск