Исследователи сообщили о пространственно-временном пределе для электронов
Международная группа исследовала туннелирование отдельных электронов на аттосекундных временных масштабах. В опытах движение электрона запаздывало относительно светового поля примерно на 500 аттосекунд.
Исследователи из Регенсбурга и Института Макса Планка в Гамбурге сообщили об экспериментальном наблюдении фундаментального ограничения, которое они называют пространственно-временным пределом. Согласно их выводу, положение электрона и особенности его поведения во времени нельзя одновременно определить с произвольной точностью.
Для эксперимента группа разработала лазерную систему с более высоким временным разрешением, чем в прежних работах. Два световых импульса с точно регулируемой задержкой направляли электроны от чрезвычайно острого металлического наконечника к серебряной поверхности, расположенной в нескольких атомных диаметрах. О перемещении электронов судили по электрическому току.
Наблюдения показали, что перенос происходит на аттосекундных масштабах. Аттосекунда равна одной миллиардной миллиардной доле секунды. В этом опыте электроны проходили через энергетический барьер благодаря квантовому туннелированию: в классической физике их энергии для такого перехода было бы недостаточно.
Квантовые расчёты, выполненные группой под руководством Ангела Рубио, воспроизвели результаты измерений. Моделирование также показало, что электроны реагировали на световое поле не мгновенно: задержка составила около 500 аттосекунд.
В работе участвовали исследовательские группы Центра сверхбыстрой наноскопии Регенсбурга под руководством Яши Реппа, Руперта Хубера, Франца Гиссибля и Клауса Рихтера, а также команда Института Макса Планка в Гамбурге. По оценке источника, результат может иметь значение для квантовых технологий и сверхбыстрой электроники.