Heliumatomens elektroner känsligare än man trott
Det går att styra heliumatomernas elektroner med måttlig elektrisk spänning. Det visar en forskargrupp ledd av professor Jan-Erik Rubensson vid Uppsala universitet i en studie som publiceras i det senaste numret av den vetenskapliga tidskriften Physical Review Letters.
Det finns nästan ingenting vi vet mera om än väteatomen. Den har bara en atomkärna och en elektron och energin för olika rörelsemönster hos elektronen kan förutsägas med en precision som är nästan ofattbar. Teorierna har tvingats till denna precision av mätningar som är lika ofattbart precisa, sådana mätningar som gav Theodor Hänsch förra årets Nobelpris i fysik.
– När det gäller heliumatomen, däremot, är vi inte i närheten. Den har två elektroner och då är det inte bara kärnans dragningskraft som bestämmer, utan de båda elektronerna påverkar också varandra. Detta leder till komplexa rörelsemönster som inte upphör att förvåna, säger Jan-Erik Rubensson.
För några år sedan fann forskargruppen att heliumatomer sänder ut ljus efter att båda elektronerna först absorberat energi så att de befinner sig långt från sina vanliga tillstånd. Dittills hade man trott att atomen snabbt måste göra sig av med extraenergin genom att sända ut en av elektronerna.
– Vad vi såg var att energin istället ofta sänds ut i form av ljus så att båda elektronerna kan stanna kvar i atomen, säger Jan-Erik Rubensson.
Den nya studien visar att det är en fin balans som får atomen att bestämma sig för om den ska sända ut en ljuspartikel (foton) eller en elektron. Om man sätter atomen mellan två metallskivor och varierar den elektriska spänningen kan man påverka balansen och därmed få atomen att bestämma sig. Genom att ändra spänningen kan ljusstyrkan regleras som man önskar.
– Och spänningarna som behövs är små – mycket mindre än de man får ur vägguttaget. Elektronerna är mer än hundra gånger känsligare för elektriska fält än man hittills har trott, säger Jan-Erik Rubensson.
Vad dessa rön betyder för framtiden är för tidigt att säga, men detaljerad kunskap om hur två elektroner påverkar är viktigt för grundläggande atomfysik. I förlängningen kan det också bli tekniskt intressant eftersom många materialegenskaper bestäms av subtila interaktioner mellan elektronerna.
Kontaktinformation
Mer information: Jan-Erik Rubensson, tel, +49-30-63925010 eller jan-erik.rubensson@fysik.uu.se
