David Villeneuve, de la Universidad de Ottawa e investigador del CNRC, uno de los artífices de esta proeza tecnológica.
Imagen: Dave Weatherall, Ottawa University.
Apoyándose en la ciencia del attosegundo (unidad de tiempo equivalente a la trillonésima parte de un segundo (1x10-18 de segundo)), por primera vez en la historia, físicos de tres continentes han conseguido medir y describir la función de onda mecánico-cuántica de un electrón ionizado.
Esta investigación está encabezada por físicos de la Universidad de Ottawa y del Consejo Nacional de Investigadores (CNRC) de Canadá, del Max-Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy de Alemania y de la Universidad Waseda en Japón, publicando sus resultados en la revista Science.
Aunque la investigación en el dominio del attosegundo está en sus inicios, indica uno de los investigadores, el canadiense David Villeneuve. Este resultado sólo ha sido posible merced a los avances en el dominio de la fotónica cuántica, ya que las experiencias observables a nivel de attosegundo permiten ver a escala cuántica a los electrones dentro mismo de los átomos y de las moléculas, comenta.
Se demuestra una de las propiedades fundamentales de la mecánica cuántica. Capturando las primeras imágenes holográficas de la función cuántica de un electrón, los físicos han demostrado no sólo la posibilidad de ejercer un control extremo sobre el estado cuántico de un átomo mediante tecnología punta basada en el attosegundo, sino también hasta qué punto las técnicas de la ciencia del attosegundo revolucionan la investigación física de los rayos ultrarrápidos.
Los científicos irradiaron átomos de neón con pulsos (flashes) del orden de attosegundos con la finalidad de crear un estado excitado del neón. Al mismo tiempo, un pulso láser infrarrojo sincronizado con precisión, proporcionó la energía adicional necesaria para ionizar el átomo de neón, provocando así la eyección de un electrón. Gracias a esta combinación de los pulsos láser utilizados, el estado cuántico del electrón eyectado ha podido ser controlado.
Con el objetivo de acceder a la parte imaginaria de la función de onda, fue preciso abrir otro camino coherente para el electrón, lo que permitió obtener una referencia holográfica. De esta forma se ha conseguido obtener una imagen holográfica de la amplitud y señal de la función de onda cuántica de un electrón.
Con información de Science y uOttawa