Ögonblicksbilder av elektroner

För första gången har elektroner avbildats på en tidsskala som motsvarar partiklarnas egen. En forskargrupp vid Lunds universitet har använt ljuspulser som varar i bara en enda attosekund, en triljondels sekund, för att ta ögonblicksbilder av elektroner. Elektroner ändras normalt mycket snabbt, men tack vare de korta ljuspulserna kunde forskarna avbilda många elektroner i exakt samma tillstånd.

– Det är inte första gången elektroner fotograferats, men det är första gången det har gjorts i sådan upplösning i rum och tid, säger Anne L’Huillier, professor i atomfysik vid Lunds universitet.

För att försäkra sig om att det verkligen var ögonblicksbilder synkroniserades attosekundspulserna med infrarött laserljus, som får elektroner att svänga långsamt upp och ner enligt ett bestämt mönster. Beroende på när i svängningen pulsen sköts ändrades bilden av elektronerna, precis i överensstämmelse med det infraröda laserljuset.

En attosekund, 10-18 sekunder, är ofattbart kort. En attosekund förhåller sig till en sekund som en sekund förhåller sig till universums ålder. En teknik som är tusen gånger långsammare används redan för att studera atomkärnors rörelser i kemiska processer och belönades med Nobelpris 1999.

– Nu är vi i nästa steg. Med attofysik kan vi studera elektronernas processer, och inte bara atomkärnornas, säger Anne L’Huillier.

Forskningen publiceras i Physical Review Letters.