Referitor la atom, aţi auzit probabil că se poate obţine nucleul acetuia fără electroni (ionizare totală). Dar ce aţi zice despre obţinerea întregului nor de electroni, fără nucleu? Ei bine, acest lucru poate deveni realitate în viitorul apropiat, atunci când se vor construi lasere foarte intense, cu durata unui puls de aproximativ zece attosecunde.
Partea reală a funcţiei de undă pentru doi electroni şi un nucleu: a) electronii şi nucleul împreună; b) electronii mutaţi cu ajutorul unui laser mai departe de nucleu, fără a li se schimba distribuţia. Sursa: Darko Dimitrovski, Univ. Freibourg, Germania.
Laserele cele mai performante din prezent au durata pulsului de ordinul femtosecundei, adică o milionime de miliardime de secundă, interval de timp aşa de scurt încât lumina parcurge în acest timp o distanţă aproximativ egală cu cea a unui şir de o mie de atomi. Însă laserele viitorului vor avea pulsuri încă şi mai scurte, de aproximativ câteva attosecunde, timp în care lumina parcurge aproximativ lungimea a doar câţiva atomi (o attosecundă este de o mie de ori mai scurtă decât o femtosecundă). Tot într-o attosecundă, un electron dintr-un atom de hidrogen parcurge mai puţin de 4% din orbita sa.
Înţelegem atunci de ce, dacă transportăm brusc toţi electronii dintr-un atom într-o attosecundă, aceştia sunt practic în aceeaşi configuraţie în care se găseau în momentul în care laserul ajunge la nivelul atomului respectiv. Desigur, ulterior electronii se vor respinge unul pe altul prin intermediul forţei electrice şi se vor împrăştia care încotro. Dar, din modul în care o vor face, oamenii de ştiinţă vor putea să reconstruiască poziţia lor iniţială în afara nucleului, iar cum aceasta este aproape aceeaşi cu poziţia iniţială în nucleu, se va putea studia în mod precis mişcarea electronilor în atomi şi astfel testa dacă aceasta corespunde cu adevărat predicţiilor teoriei electromagnetice.
Studiul a fost efectuat de doi cercetători de la Universitatea Fribourg, Germania, anume John Briggs şi Darko Dimitrovski şi a fost publicat în New Journal of Physics 10 (2008) 025013.
Cât de aproape suntem de a construi un astfel de laser? A fost dezvoltată deja metoda de construire a unui laser cu puls de câteva attosecunde, dar mai este nevoie ca teste experimentale să confirme construcţia şi măsurarea intervalului pulsului. Cu aceste noi lasere, dinamica electronilor va fi înțeleasă mult mai bine nu doar în atomi şi ioni, ci şi în molecule. Iar înţelegerea mai bună a moleculelor va putea duce la înţelegere mai bună e biologiei moleculare, ceea ce poate genera progrese în medicină.
