Zdroj: Pixabay, autor. Geralt, licence: Pixabay License, Free for commercial use

Fotoelektrický jev proběhne bleskově, v attosekundách

Albert Einstein nedostal Nobelovu cenu za teorii relativity, ale za popis fotoelektrického jevu. Když na materiál dopadne světlo, mohou se z něj uvolňovat elektrony. Einsteinův přínos zde spočíval v tom, že potvrdil existenci kvant energie světla – fotonů (světlo nepředává svou energii spojitě).
Dosud ale nebylo jasné, jak rychle se to všechno děje – tedy jak dlouho po pohlcení fotonu vlastně dojde k vyzáření elektronu? Jonas Rist z Goetheho Univerzity ve Frankfurtu a jeho kolegové nyní došlo k závěru, že proces je extrémně rychlý, v attosekundách (10 na -18). Hodnotu bylo nutné změřit nepřímo, pomocí mikroskopu COLTRIMS (poznámka: označovaný jako typu react – reakční).
Vědci použili extrémně intenzivní rentgenové záření generované v synchrotronu BESSY II v berlínském Helmholtz-Zentrum. Světlo dopadlo na vzorek oxidu uhelnatého v mikroskopu. Rentgenový paprsek měl přesně takové množství energie, aby z atomu uhlíku vytlačil jeden z elektronů z nejvnitřnějšího elektronového obalu. V důsledku toho se molekula rozpadla. Poté byly změřeny atomy kyslíku a uhlíku a uvolněný elektron.
Z hlediska okolního elektrického pole není molekula oxidu uhelnatého symetrická. Ani emise elektronů proto neprobíhá ve všech směrech symetricky, v bezprostřední blízkosti molekuly jsou totiž elektrony stále ovlivňovány jejími elektrostatickými poli. V závislosti na směru pohybu elektronů se pak objevují různě velká zpoždění.
Podle zákonů kvantové fyziky mají elektrony nejen částicový, ale také vlnový charakter, což se nakonec projevilo v podobě interferenčního obrazce na detektoru. Právě to změřil samotný mikroskop COLTRIMS a odtud se pak pomocí dalších výpočtů stanovilo i samotné trvání emise.
Provedená měření mají význam jak z hlediska základní fyziky, tak pro chemii. Při chemické reakci vyvolané fotokatalýzou by se elektrony neuvolnily zcela, ale přenesly na další molekulu; rychlost emise pak souvisí i s dynamikou samotné chemické reakce.

Jonas Rist et al, Measuring the photoelectron emission delay in the molecular frame, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26994-2
Zdroj: Goethe University Frankfurt am Main / Phys.org

Dlouhověcí papoušci jsou chytřejší

Inteligence a délka dožití příslušného druhu spolu obecně nějak korelují, protože obě tyto vlastnosti jsou …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close