با این سطح جدید از جزئیات، محققان برای اولین بار می توانند مدت زمان فرآیند کامل فرار یک الکترون را از اتم آن در آزمایش خیره کننده اثر فتوالکتریک انیشتین اندازه بگیرند.
اثر فتوالکتریک که برای اولین بار توسط 'آلبرت انیشتین' در سال 1905 پیشنهاد شد، زمانی رخ می دهد که ذرات نور معروف به فوتون، با الکترون های در حال چرخش در یک اتم برخورد می کنند.
براساس مکانیک کوانتومی، انرژی این فوتون ها یا کاملا توسط یک الکترون جذب می شود و یا میان چند الکترون تقسیم می شود. اما تا اکنون هیچ کس نتوانسته است این رویه را با جزئیات کامل مطالعه کند تا با اطمینان دریابد که این تصمیم چگونه گرفته می شود.
نتیجه نهایی این است که یک الکترون در یک رویه فوق العاده سریع، از پیوند های اتم والد خود پرواز داده می شود. تحقیق قبل نشان داده است که کل این رویه از شروع تا خاتمه 5 تا 15 اتوثانیه (18-10 ثانیه) طول می کشد.
اما پیش از این مطالعه جدید، محققان تنها قادر بودند که مدت زمان رویه بعد از فرار الکترون از اتم خود را با جزئیات اندازه بگیرند.
گروهی از محقان به ریاست محققان موسسه اپتیک کوانتومی ماکس پلانک در آلمان برای اولین بار موفق شدند که جنبه دیگر این رویه را نیز مشاهده کنند و آنچه را اتفاق می افتد در جزء بسیار کمی از زمان و قبل از اینکه الکترون اتم خود را ترک کند، اندازه بگیرند.
محققان این کار را با شلیک طیفی از لیزرها در یک اتم هلیوم انجام دادند و توانستند کل این اثر فتوالکتریک را با دقت زپتوثانیه (21-10 ثانیه) -- کوچکترین جزء زمان که تا کنون اندازه گرفته شده است-- اندازه بگیرند.
آنها گفتند که با استفاده از این اطلاعات ، موفق شدیم زمانی را که طول می کشد الکترون وضعیت کوانتومی خود را از وضعیت بسیار تنگ و بی تحرک در اطراف اتم به وضعیت آزاد تغییر دهد، اندازه بگیریم.
این تحقیق در نشریه Nature Physics منتشر شده است.