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物理:窒素の同核二原子分子中の同位核が誘起する内殻電子の部分的局在化

Nature 437, 7059 doi: 10.1038/nature04040

同核二原子分子の全ての構成要素は、反転対称性と粒子交換のために量子力学的に非局在化したコヒーレント状態にある。この状況は原子核と内核電子にも当てはまる。したがって分子からの光電子放出は、天然の二重スリット実験とみなすことができる。コヒーレントな電子放出は2つの同等な場所から行われ、特徴的な干渉図形を与えるはずである。しかし、電子の波動関数の2つの可能な対称状態(「偶」および「奇」)が縮退しているとき、コヒーレンスは明瞭でなくなる。2つの波動関数の和は、2つの局在する芯の場所から別々に非干渉的に放出される電子の波動関数に、まさに酷似してくるのである。ここに我々は、同核窒素分子中の内殻電子のコヒーレンスを、放出の際に現れる干渉縞によって直接観測した。また、同位核で置き換えたいろいろな分子を比較することにより、局在電子の対称性が破れた系へしだいに移行するようすを調べた。これは巨視的な二重スリット実験で、部分的に「どちらの経路」の情報が獲得されてゆく過程に類似する現象である。

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