Исследователи наблюдают движение электронов на пределе пространства и времени
Международная команда экспериментально зафиксировала квантовое движение электронов на пределе пространства и времени с помощью современных методов микроскопии.
Международное сотрудничество успешно наблюдало квантовое движение отдельных электронов на пределе пространства и времени во время туннелирования через энергетический барьер. Это было достигнуто с использованием атомно-масштабной световодной сканирующей туннельной микроскопии с аттосекундной временной разрешающей способностью, как сообщается в журнале Nature Photonics. Исследователи модулировали туннелирующий барьер с помощью двух временно задержанных ближнеинфракрасных импульсов, идентифицируя изолированные туннельные транзиенты короче 1 фс.
Квантовое движение и туннелирование
Пространственное расширение измеренного туннельного волнового пакета зависит от взаимодействия многократных фотонов и полевых динамик, что подтверждено полными квантовыми симуляциями. Команда локализовала туннельный волновой пакет, ограниченный аттосекундами, на ангстремном масштабе, что позволило картировать один атом меди на поверхности серебра. Эта интеграция аттосекундной науки с атомно-масштабной сканирующей туннельной микроскопией позволяет изучать динамику волновых функций внутри атомов, молекул и твердых тел.
Последствия предела пространства и времени
Полученные результаты выявляют фундаментальное ограничение в определении местоположения электрона и его поведения во времени, известное как "предел пространства и времени". Исследователи обнаружили, что электроны не реагируют мгновенно на световое поле, с задержкой примерно 500 аттосекунд. Это открытие подчеркивает компромисс: чем точнее определяется положение электрона во времени, тем больше его волновой пакет распространяется в пространстве. Эта взаимосвязь предоставляет экспериментальные данные о фундаментальном ограничении, которое может повлиять на будущие квантовые технологии и ультрафастную электронику.
