Midiendo el tiempo en miltrillonésimas de segundo

Unos físicos han medido por vez primera una fotoionización (en la que un electrón abandona un átomo de helio después ser excitado por luz) con una precisión de zeptosegundos. Un zeptosegundo es la miltrillonésima parte de un segundo. Se trata de la mayor precisión de determinación temporal alcanzada hasta la fecha, así como la primera determinación absoluta de la escala de tiempo de la fotoionización.

Cuando la luz golpea los dos electrones de un átomo de helio, se desencadena un proceso rapidísimo, imposible de seguir mediante técnicas convencionales.

El equipo de Reinhard Kienberger, de la Universidad Técnica de Múnich, ha medido ahora tal suceso por vez primera y con la precisión mencionada. Para alcanzar este logro también ha resultado vital el trabajo de expertos del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, y de la Universidad Ludwig-Maximilian en Múnich. Todas estas entidades son alemanas.

Si un fotón golpea los dos electrones de un átomo de helio, uno de ellos puede absorber toda la energía de la partícula de luz (fotón), o puede producirse una división. Independientemente de la transferencia de energía, un electrón abandona el átomo. Este proceso se llama fotoemisión, o efecto fotoeléctrico, y fue explicado por Albert Einstein a principios del pasado siglo.

Una vez que un fotón ha retirado un electrón de un átomo de helio, es posible calcular la posición probable del electrón restante. Dicha posición se muestra en la imagen como la zona más brillante alrededor del núcleo atómico (el cual no es visible en la imagen). (Foto: M. Ossiander (TUM) / M. Schultz (MPQ))

Ya se sabía que se necesitan entre 5 y 15 attosegundos desde el momento en que un fotón interactúa con los electrones hasta el instante en que uno de ellos deja el átomo. Un attosegundo es una trillonésima de segundo.

Pero ahora, con su método de medición mejorado, el equipo de Kienberger ha conseguido medir con precisión etapas del proceso que duran menos de 1 attosegundo.

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