Туннельные механизмы ионизации

Чтобы оторвать от атома отрицательно заряженный электрон, необходимо, чтобы он поглотил фотон высокой энергии, а именно квант ультрафиолета или рентгеновского излучения. Электронная оболочка атома достаточно возбуждается, чтобы электрон мог преодолеть кулоновские силы взаимодействия с положительно заряженным ядром. Таковы основы ионизации.

Команда исследователей из Германии и Голландии смогла доказать существование альтернативного механизма ионизации. Мощная электрическая составляющая лазерного импульса способна вызывать ослабление электростатических связей и электрон может покидать атом через квантовое туннелирование.

Леонид Келдыш, в настоящее время работающий в Институте физических проблем им. Лебедева, еще в 1964 г. предсказал этот эффект. Но только лазерный импульс длительностью несколько сотен аттосекунд смог продемонстрировать это теоретически предсказанное явление. Импульсный лазер уже применялся для возбуждения электронов в атомах. Более мощный лазер позволил исследователям отслеживать движение электронов, которые происходят во время химических реакций.

Ференц Крауз из Института квантовой оптики им. Макса Планка, Германия, описал свой эксперимент по ионизации атомов 5 апреля в журнале Nature. Мишенью в экспериментах был неон, применялся ультрафиолетовый лазер с импульсом продолжительностью 250 аттосекунд. Параллельно с этим физики облучали газ инфракрасным лазером с импульсом 5000 аттосекунд.