El descubrimiento de que los electrones libres pueden moverse asimétricamente proporciona una comprensión más profunda de uno de los procesos básicos de la física:el efecto fotoeléctrico. Fue descrito por primera vez por Albert Einstein y explica cómo la luz de alta frecuencia libera electrones de un material. Los resultados han sido publicados en Cartas de revisión física .

"El efecto fotoeléctrico se ha estudiado durante muchos años y es muy estimulante comprender de repente cómo funciona de una manera más profunda, "dice Marcus Dahlström, Profesor Asociado Senior de Física Matemática en la Universidad de Lund en Suecia, que trabajó en el artículo con colegas en Lund y en la Universidad de Estocolmo.

Los investigadores estudiaron cómo un electrón que acaba de ser liberado de un átomo a través del efecto fotoeléctrico puede cambiar su movimiento de onda utilizando un campo láser. El electrón libre puede absorber y emitir luz láser, que cambia la rotación del electrón de forma asimétrica.

Para descubrir este fenómeno, los investigadores utilizaron pulsos láser ultracortos con una precisión de tiempo en una escala de attosegundos, que es asombrosamente corto:0.000000000000000001 segundos.

El descubrimiento de la asimetría en combinación con la alta resolución temporal dio a los investigadores la oportunidad de alterar el comportamiento arraigado de los electrones. De solo moverse hacia arriba y hacia abajo a lo largo del campo láser, los investigadores lograron que los electrones también se extendieran hacia los lados.

"Ahora que entendemos que hay una asimetría en el movimiento de los electrones libres, podemos obtener una mejor comprensión de la dinámica cuántica en la fotoionización, "dice David Busto, estudiante de doctorado de Física Atómica en LTH.

En física clásica, las partículas se mueven de forma determinista de un punto a otro a través de las leyes de Newton. En contraste con esto, La mecánica cuántica dice que una partícula puede moverse a varios lugares simultáneamente. Los investigadores han podido aprovechar este último:

"Cuando cambiamos la dirección de la onda de electrones, estamos usando interferencia mecánica cuántica. Es decir, el electrón toma varios caminos hacia su forma de onda modificada. En la física clásica, el electrón sólo puede ir en una dirección ".

El fenómeno del patrón de movimiento asimétrico ha sido probado tanto en experimentos como en teoría. Los resultados se basan en el conocimiento de que los electrones aumentan sus movimientos de rotación cuando absorben luz, algo que el físico estadounidense-italiano Ugo Fano demostró hace 30 años.

La investigación tiene como objetivo controlar los electrones en átomos y moléculas con mayor precisión. A largo plazo, Es concebible que este y otros conocimientos científicos básicos sobre cómo funcionan los átomos y las moléculas brinden la oportunidad de mejorar la forma en que se controlan las reacciones en las moléculas. lo que a su vez puede allanar el camino para una química más eficaz.