A descoberta de que os elétrons livres podem se mover assimetricamente fornece uma compreensão mais profunda de um dos processos básicos da física:o efeito fotoelétrico. Ele foi descrito pela primeira vez por Albert Einstein e explica como a luz de alta frequência libera elétrons de um material. Os resultados foram publicados em Cartas de revisão física .

"O efeito fotoelétrico foi estudado por muitos anos e é muito animador entender de repente como ele funciona de maneira mais profunda, "diz Marcus Dahlström, Professor Associado Sênior de Física Matemática na Universidade de Lund, na Suécia, que trabalhou no artigo com colegas em Lund e na Universidade de Estocolmo.

Os pesquisadores estudaram como um elétron que acaba de ser liberado de um átomo por meio do efeito fotoelétrico pode alterar seu movimento de onda usando um campo de laser. O elétron livre pode absorver e emitir luz laser, que muda a rotação do elétron de forma assimétrica.

Para descobrir esse fenômeno, os pesquisadores usaram pulsos de laser ultracurtos com uma precisão de tempo em uma escala de attossegundos, que é incrivelmente curto:0,000000000000000001 segundos.

A descoberta da assimetria em combinação com a alta resolução no tempo deu aos pesquisadores a oportunidade de interromper o comportamento enraizado dos elétrons. Movendo-se apenas para cima e para baixo ao longo do campo de laser, os pesquisadores conseguiram fazer com que os elétrons também se propagassem para os lados.

"Agora que entendemos que há uma assimetria no movimento dos elétrons livres, podemos obter uma melhor compreensão da dinâmica quântica na fotoionização, "diz David Busto, Doutoranda em Física Atômica pelo LTH.

Na física clássica, as partículas se movem de maneira determinística de um ponto a outro por meio das leis de Newton. Em contraste com isso, a mecânica quântica diz que uma partícula pode se mover para vários lugares simultaneamente. Os pesquisadores puderam tirar proveito do último:

"Quando mudamos a direção da onda do elétron, estamos usando interferência mecânica quântica. Isso é, o elétron segue vários caminhos em direção à sua forma de onda alterada. Na física clássica, o elétron só pode seguir um caminho. "

O fenômeno do padrão de movimento assimétrico foi comprovado tanto em experimentos quanto na teoria. Os resultados são baseados no conhecimento de que os elétrons aumentam seus movimentos de rotação quando absorvem luz, algo que o físico ítalo-americano Ugo Fano demonstrou há 30 anos.

A pesquisa visa controlar elétrons em átomos e moléculas com maior precisão. A longo prazo, é concebível que este e outros conhecimentos científicos básicos sobre como funcionam os átomos e as moléculas proporcionem uma oportunidade de melhorar a forma como as reações são controladas nas moléculas, o que, por sua vez, pode abrir caminho para uma química mais eficaz.