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FISICA/ Due laser per “interrogare” un atomo di Kripton

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Inviando questi impulsi attraverso il gas di Kripton lungo lo stesso percorso ottico del fascio di eccitazione e sfruttando il fatto che la durata di questi impulsi è confrontabile con la scala temporale su cui avvengono i movimenti degli elettroni all’interno dell’atomo, si riesce così a “interrogare” gli atomi precedentemente ionizzati.

L’assorbimento di questo secondo impulso da parte degli atomi ionizzati provoca infatti l’eccitazione di un secondo elettrone (appartenente ad un orbitale più interno) che acquista sufficiente energia per saltare nella banda di valenza e occupare il posto lasciato libero dall’elettrone precedentemente espulso. Dall’analisi del fascio di sonda all’uscita dalla cella di misura (attraverso un processo denominato spettroscopia di assorbimento all’attosecondo) diventa possibile caratterizzare con estrema precisione il comportamento dinamico degli atomi eccitati.

Variando con continuità il ritardo fra gli impulsi di eccitazione e quelli (più brevi) di sonda i ricercatori hanno scoperto che la posizione delle lacune, vale a dire delle regioni cariche positivamente all’interno dello ione, oscilla periodicamente fra due configurazioni estreme: una decisamente allungata in una direzione ed una molto compatta. «Con questo esperimento, ha commentato il dottor Goulielmakis - responsabile del gruppo di ricerca del Max Planck Institut - siamo riusciti per la prima volta ad osservare direttamente in tempo reale i cambiamenti che avvengono nella distribuzione di cariche all’interno di un atomo».

Vale la pena ricordare che in sistemi atomici più complessi, come ad esempio le molecole, la dinamica dei processi di modificazione della distribuzione di cariche negli orbitali molecolari è la principale responsabile della sequenza di processi biologici e chimici in cui le molecole sono coinvolte. Una migliore comprensione di queste dinamiche potrebbe, in un futuro non lontano, portare ad una migliore comprensione delle origini microscopiche di alcune malattie attualmente incurabili o a un graduale aumento della velocità nell’elaborazione elettronica dei dati nei vari dispositivi elettronici.



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