當(dāng)激光擊中電子(紅色）時(shí)，它們只需要13-34飛秒來(lái)激發(fā)并重新分配能量。圖片來(lái)源：Shutterstock

物理學(xué)家向電子發(fā)射激光，以了解粒子如何獲得和釋放能量?？茖W(xué)家已經(jīng)以記錄的精度觀(guān)察到電子在受到光的激發(fā)時(shí)，如何隨著時(shí)間獲得并重新分配能量——這是以前的研究無(wú)法在如此短的時(shí)間尺度上測(cè)量的現(xiàn)象。

在近日發(fā)表于《物理評(píng)論B》的一項(xiàng)研究中，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的Daniel Neumark和Stephen Leone及同事在重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，用可見(jiàn)光激光器擊中了一個(gè)50納米厚的鎳樣品來(lái)激發(fā)金屬的電子。經(jīng)過(guò)一系列的延遲后，研究人員用一個(gè)長(zhǎng)度小于4飛秒（4千萬(wàn)億分之一秒）的極紫外激光脈沖擊中樣本。他們測(cè)量了樣品對(duì)這個(gè)脈沖的吸收，這使得他們可以推斷出鎳中電子的集體特性是如何隨時(shí)間變化的。

受激電子通過(guò)重新分配能量達(dá)到平衡——這個(gè)過(guò)程需要13~34飛秒，取決于初始可見(jiàn)光脈沖的總能量。這些粒子在大約640飛秒的時(shí)間內(nèi)冷卻。

這項(xiàng)工作為物理學(xué)家提供了一種方法來(lái)探測(cè)超快光誘導(dǎo)過(guò)程中的電子動(dòng)力學(xué)，例如發(fā)生在太陽(yáng)能電池中的那些過(guò)程。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevB.103.064305