In un esperimento unico, i ricercatori hanno calcolato quanto tempo impiega un elettrone per essere emesso da un atomo. Il risultato è 0.000 000 000 000 000 02 secondi, o 20 miliardesimi di miliardesimo di secondo. Il cronometro dei ricercatori è costituito da impulsi laser estremamente brevi. Auspicabilmente, i risultati aiuteranno a fornire nuove informazioni su alcuni dei processi più fondamentali in natura.

Ricercatori di Lund, Stoccolma e Göteborg in Svezia hanno documentato il momento incredibilmente breve in cui vengono emessi due elettroni in un atomo di neon.

"Quando la luce colpisce l'atomo, gli elettroni assorbono l'energia della luce. Un istante dopo gli elettroni vengono liberati dai poteri di legame dell'atomo. Questo fenomeno, chiamata fotoionizzazione, è uno dei processi più fondamentali della fisica ed è stato per la prima volta mappato teoricamente da Albert Einstein, che fu insignito del Premio Nobel per la Fisica nel 1921 per questa particolare scoperta", dice Marco Isinger, studente di dottorato in attofisica presso l'Università di Lund in Svezia.

La fotoionizzazione riguarda l'interazione tra luce e materia. Questa interazione è fondamentale per la fotosintesi e la vita sulla Terra e consente ai ricercatori di studiare gli atomi.

"Quando atomi e molecole subiscono reazioni chimiche, gli elettroni sono quelli che fanno il lavoro pesante. Si raggruppano e si muovono per consentire la creazione o la distruzione di nuovi legami tra le molecole. Seguire un tale processo in tempo reale è un po' un santo graal all'interno della scienza. Ora siamo un passo più vicini", dice Marcus Isinger.

Sebbene il neon sia un atomo relativamente semplice con un totale di dieci elettroni, l'esperimento ha richiesto sia un tempismo estremamente accurato, con un livello di precisione entro un miliardesimo di miliardesimo di secondo (noto come attosecondo), e rilevamento di elettroni estremamente sensibile in grado di distinguere tra elettroni la cui velocità differiva solo di circa un millesimo di attojoule (un milionesimo dell'energia stazionaria di un elettrone).

La scoperta conferma diversi anni di lavoro teorico e mostra che l'attofisica è pronta ad affrontare molecole più complesse.

"Essere in grado di osservare come le molecole scambiano elettroni durante una reazione chimica apre le porte a tipi completamente nuovi di studi su una serie di processi biologici e chimici fondamentali".

La nuova tecnica di misura aggira la limitazione formulata dal padre della fisica quantistica, Werner Heisenberg, nel 1927. Secondo il "principio di indeterminazione di Heisenberg", non è possibile determinare la posizione e la velocità di un elettrone nello stesso istante. Però, Ora, i ricercatori svedesi hanno dimostrato che può, infatti, essere fatto:attraverso la sovrapposizione (cioè l'interferenza) di due brevi impulsi di luce con lunghezze d'onda diverse.