أحدث الأبحاث

انقسامات ذرية في الآتوثانية

Published online 7 أغسطس 2010

توني سكللي

عندما يصطدم ضوء الفوتونات بالذرة، فإن الصدمة تخرج بعض الالكترونات التي تأز حول النواة بعيدا عن مسار دورانها، أو "المدار الذري"، وبعيداً عن الغلاف الخارجي للذرة.

بمعنى أن الالكترونات تسافر في مستويات محددة للطاقة، مصممة تبعاً لمدى بعدهم عن النواة التي يدورون حولها. الالكترونات تترك الذرات عند امتصاص الذرة للفوتونات ذات الطاقة الكافية لذلك. اينشتين اكتشف تلك "الانبعاثات الضوئية" منذ قرن مضى.

اطلق فريق دولي، يضم عبد الله محمد الزير من جامعة الملك سعود بالمملكة العربية السعودية، دفقتان متزامنتان من الليزر على سحابة من غاز النيون. في الخطوة الأولى، نبضات الليزر بالأشعة السينية استمرت حوالي 200 آتوثانية (10-18ث) أُمتصت وأدت إلى انطلاق الالكترونات من الذرات. بعد ذلك نبضات من الليزر المرئي مدته 4 فيمتوثانية (10-15ث) يتحقق من وقت الانبعاث للالكترونات.

اكتشفوا أن انبعاث الالكترونات من المدار(2p) يتأخر عن تلك من مدار (2s) بواسطة 21 آتوثانية تقرينا. يسمح ذلك بتوقيت حركة الالكترونات خلال مليار من المليار من الثانية، مما يحسن الدقة في القراءة 10 أضعاف مقارنة بالتجارب السابقة.

من المفترض أن يساعد تفصيل انبعاث الالكترونات بدقة الآتوثانية علماء الفيزياء على الضبط الدقيق للنماذج النظرية للذرة، ويعطى توقعات أفضل لكيفية تفاعل الالكترونات مع بعضها البعض في المعادن أو أشباه الموصلات.

doi:10.1038/nmiddleeast.2010.184


  1. Schultze, M. et al. Delay in Photoemission. Science. 328, 1658-1661 (2010)