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Investigadores del Laboratorio de Física de Attosegundos en LMU y el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica han desarrollado un microscopio que rastrea el movimiento de los electrones.
El movimiento de los electrones procede en escalas de tiempo que van desde unos pocos femtosegundos hasta attosegundos. Esto los hace imperceptibles para el ojo humano. Ahora, investigadores del Laboratorio de Física de Attosegundos (LAP) en LMU y el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (MPQ) en Garching, Alemania, han colaborado con el Laboratorio Conjunto de Attosegundos (JASLab) en Ottawa, Canadá, desarrollar un microscopio que visualice los movimientos de los electrones. Usando su método basado en láser, los científicos ahora pueden filmar lo que sucede dentro de los átomos o moléculas, cuando sus electrones son excitados por la luz.
"El desafío clave en la visualización de electrones es su velocidad, "explica el Dr. Matthias Kübel, ex miembro del equipo del profesor Matthias Kling en LMU. "Para seguir su movimiento, necesitamos congelarlo a intervalos muy cortos, como con una cámara de alta velocidad. Hicimos esto usando pulsos de láser que duraron menos de cinco femtosegundos, ", agrega. Los investigadores aplicaron pulsos de láser de femtosegundos a átomos de argón, alterando así el comportamiento de sus electrones. "Se necesitaron menos de 12 femtosegundos para que la distribución de los electrones cambiara de la forma de rosquilla inicial a la de maní, ", dice Kübel." Si bien el movimiento de los electrones es extremadamente rápido, es recurrente, permitiéndonos controlar la reproducibilidad de nuestro método ".
La distribución de electrones dentro de un ion argón cambia de una forma de rosquilla a una forma de maní en 23 femtosegundos. Crédito:Zack Dube
Usando su microscopio, los científicos mostraron cómo se distribuyen los electrones dentro de un ion argón, y cómo cambia su configuración con el tiempo. Esto se logró dirigiendo dos pulsos de láser más sobre los iones de argón excitados generados por el primero. De acuerdo con la mecánica cuántica, estos pulsos de láser crean una réplica de la nube de electrones dentro de los iones de argón. Esta réplica se obtiene en un detector de electrones especializado. Las imágenes individuales son luego compiladas por una computadora para recuperar una película del movimiento de los electrones. "Esto nos permite observar lo que sucede dentro de los átomos o moléculas inmediatamente después de que han interactuado con la luz, "dice Kübel. (LAP / LMU)
