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FISICA/ Einstein resiste anche all’assalto dei fotoelettroni

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Einstein  Einstein

Qui invece siamo in un a situazione di non linearità. «La fisica dell'effetto fotoelettrico non lineare è ben nota e discussa in letteratura a partire dal formalismo e dal modello introdotto per primo da L. V. Keldysh in un celebre articolo del 1964 (“Ionization in the field of a strong electromagnetic wave”). La fisica di questi processi non-perturbativi, ossia ad alto campo elettrico, si è sviluppata molto negli ultimi vent’anni e ha riguardato sia l'interazione con gas (atomi e molecole) sia con solidi. Questi effetti sono spiegabili con modelli elettrodinamici classici, oppure con modelli quantistici, nel qual caso il meccanismo principale si basa su un effetto tunnel in presenza di alto campo».

Il nostro interlocutore fa notare la peculiarità della ricerca descritta su Nature che «risiede nell’aver osservato e spiegato quantitativamente la fotoemissione non-lineare in nano sistemi, nel caso specifico punte nanometriche di Oro di circa 20 nanometri di raggio di curvatura: qui gli effetti di confinamento del campo modificano ulteriormente il processo di fotoemissione non-lineare, generando elettroni di alcune centinaia di elettronvolt (eV) partendo da impulsi laser di circa 50 femtosecondi (milionesimi di miliardesimi di secondo), ultra-intensi (con campi elettrici di 200 MV/m) con lunghezze d'onda comprese tra 0,8 micron e 8 micron (a cui corrisponde un'energia dei fotoni tra 1,55 eV e 0,155 eV). Naturalmente si tratta di effetti estremamente piccoli, come si evince anche dai diagrammi riportati nell’articolo, ma misurabili. In particolare, gli autori reclamano, a ragione secondo me, di aver scoperto e spiegato un nuovo regime di fotoemissione ad alto campo determinato dagli effetti di confinamento delle nano-strutture. In questa scoperta risiede la novità del lavoro».

Parmigiani osserva tuttavia che gli autori «restano invece molto vaghi e poco credibili per quanto riguarda le potenziali applicazioni. Avendo tempo a disposizione sarebbe interessante fare un lavoro più sistematico sulla questione dell'effetto fotoelettrico, così come viene insegnato oggi nelle nostre scuole e università. Ciò al fine di chiarire alcuni concetti e aspetti resi evidenti dalle moderne sorgenti laser e dalle nuove tecnologie di manipolazione dei materiali; ma non per questo in contrasto con la meccanica quantistica e con il modello dell'effetto fotoelettrico lineare così come proposto da Einstein».


(Mario Gargantini)



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