Pesquisadores da Universidade de Jyväskylä em colaboração com grupos de pesquisa na Itália, A Inglaterra e a Alemanha desenvolveram um novo método para estudar as interações entre elétrons em sólidos e moléculas. "Este método foi aplicado para estudar as propriedades dos metais e resolver alguns problemas em aberto de longa data, "diz Robert van Leeuwen, Professor da Universidade de Jyväskylä.
Medindo interações de elétrons usando luz
A luz brilhante na matéria sólida emite elétrons. Isso é conhecido como efeito fotoelétrico. A emissão é causada pela energia da luz que é transferida para os elétrons e que lhes dá energia suficiente para deixar o sólido. Quando os elétrons deixam o sólido, parte dessa energia é perdida devido às interações com outros elétrons. Ao medir as energias e velocidades dos elétrons emitidos, essas perdas podem ser usadas para determinar propriedades importantes da interação entre os elétrons. Experimentalmente, esta informação é recolhida na chamada função espectral ou espectro de foto-emissão, que dá a probabilidade de uma certa perda de energia para uma dada velocidade. O cálculo desta função espectral é um grande desafio para os teóricos, pois requer um estudo detalhado das interações entre as partículas. Isso é conhecido como "problema de muitas partículas".
Novas maneiras de estudar as interações de muitas partículas
Os métodos teóricos existentes para estudar as interações de muitas partículas baseiam-se no agrupamento de certos processos de colisão entre os elétrons que contribuem para o espectro de foto-emissão. Por causa da dificuldade do problema de muitas partículas, isso não pode ser feito exatamente, e aproximações devem ser usadas. Contudo, o método padrão levou a dificuldades teóricas, como a inclusão de processos de colisão mais complicados deu contribuições com probabilidades negativas. “Um novo método teórico foi desenvolvido para resolver este resultado não físico, "diz Robert van Leeuwen. O método foi aplicado para calcular o espectro de foto-emissão de metais simples e foi obtida uma concordância muito boa com o experimento. Entre outras coisas, descobriu-se que as perdas de energia para os plasmons, uma espécie de onda sonora em um líquido de elétrons, foram descritos corretamente.
