Crédito CC0:domínio público
Pesquisadores do Laboratório de Física de Attosegundos da LMU e do Instituto Max Planck de Óptica Quântica desenvolveram um microscópio que rastreia o movimento dos elétrons.
O movimento dos elétrons ocorre em escalas de tempo que variam de alguns femtossegundos a attossegundos. Isso os torna imperceptíveis ao olho humano. Agora, pesquisadores do Laboratório de Física do Atossegundo (LAP) da LMU e do Instituto Max Planck de Óptica Quântica (MPQ) em Garching, Alemanha, colaboraram com o Joint Attosecond Laboratory (JASLab) em Ottawa, Canadá, para desenvolver um microscópio que visualiza os movimentos dos elétrons. Usando seu método baseado em laser, os cientistas agora são capazes de filmar o que acontece dentro dos átomos ou moléculas, quando seus elétrons são excitados pela luz.
"O principal desafio na visualização dos elétrons é sua velocidade, "explica o Dr. Matthias Kübel, um ex-membro da equipe do Professor Matthias Kling na LMU. "Para rastrear seu movimento, precisamos congelá-lo em intervalos muito curtos, como acontece com uma câmera de alta velocidade. Fizemos isso usando pulsos de laser que duravam menos de cinco femtossegundos, "acrescenta. Os pesquisadores aplicaram pulsos de laser de femtossegundo a átomos de argônio, alterando assim o comportamento de seus elétrons. "Demorou menos de 12 femtossegundos para a distribuição dos elétrons mudar da forma inicial de donut para a forma de amendoim, "diz Kübel." Embora o movimento do elétron seja extremamente rápido, é recorrente, permitindo-nos monitorar a reprodutibilidade do nosso método. "
A distribuição de elétrons dentro de um íon argônio muda de uma forma de donut para uma forma de amendoim em 23 femtossegundos. Crédito:Zack Dube
Usando seu microscópio, os cientistas mostraram como os elétrons são distribuídos dentro de um íon argônio, e como sua configuração muda com o tempo. Isso foi conseguido direcionando mais dois pulsos de laser para os íons de argônio excitados gerados pelo primeiro. De acordo com a mecânica quântica, esses pulsos de laser criam uma réplica da nuvem de elétrons dentro dos íons de argônio. A imagem dessa réplica é obtida em um detector de elétrons especializado. As imagens individuais são então compiladas por um computador para recuperar um filme do movimento do elétron. "Isso nos permite observar o que acontece dentro dos átomos ou moléculas imediatamente após eles interagirem com a luz, "diz Kübel. (LAP / LMU)
