Thời gian xuyên hầm lượng tử được giải mã: Electron hầu như không dừng lại trước khi thoát ra

Một nghiên cứu gần đây đã giải quyết câu hỏi lâu nay về thời gian của hiện tượng xuyên hầm lượng tử bằng cách giới thiệu một kỹ thuật attoclock phân giải pha mới. Xuyên hầm lượng tử, nơi các electron đi qua các rào cản năng lượng mà chúng thường không thể vượt qua, xảy ra trong khoảng thời gian attosecond, khiến việc đo trực tiếp trở nên vô cùng khó khăn. Các phương pháp attoclock truyền thống, sử dụng trường laser elip xoay để suy ra thời gian xuyên hầm từ góc phát xạ electron, đã cho kết quả không nhất quán do các diễn giải phức tạp và sự méo mó. Cách tiếp cận mới sử dụng ánh sáng laser phân cực tròn hoàn hảo kết hợp với kiểm soát chính xác pha bao bọc sóng mang (CEP), cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi chính xác đỉnh của trường điện kích hoạt sự thoát electron, từ đó loại bỏ các méo mó không phụ thuộc thời gian và nâng cao độ tin cậy của phép đo. Sử dụng phương pháp tinh chỉnh này, các nhà nghiên cứu phát hiện rằng electron không trải qua bất kỳ độ trễ đo được nào trong quá trình xuyên hầm; chúng thực sự "gần như không dừng lại" trước khi thoát khỏi nguyên tử. Thay vào đó, yếu tố then chốt ảnh hưởng đến sự phát xạ electron là sức mạnh của lực giữ electron của nguyên tử trước khi xuyên hầm, chứ không phải thời gian xuyên hầm. Phát hiện này thách thức các giả định trước đây về động lực học xuyên hầm và có ý nghĩa quan trọng đối với việc mô hình hóa các quá trình nguyên tử và phân tử siêu nhanh. Ngoài ra, nghiên cứu còn gợi ý rằng kỹ thuật attoclock phân giải pha có độ ổn định và chính xác đủ để được điều chỉnh cho phân tích hóa học thời gian thực, có tiềm năng thúc đẩy các ứng dụng trong quang phổ siêu nhanh và công nghệ lượng tử.