Il trasferimento di elettroni fotoindotto è fondamentale per numerosi processi fisici, per esempio nella magnetizzazione dei materiali. La ricerca per comprendere e controllare questo processo ultraveloce è stata a lungo perseguita invano, senza risposta alla domanda se gli elettroni inducano il movimento atomico, o vice versa.

Per rispondere a questa domanda, l'equivalente atomico del paradosso della gallina e dell'uovo, un consorzio di scienziati guidato dall'Istituto di fisica di Rennes (CNRS/Université de Rennes 1) ha utilizzato un laser a raggi X (X-FEL) situato a Stanford.

Questo strumento di ultima generazione può osservare, in tempo reale, gli elettroni e gli atomi che compongono la materia. Nel sistema studiato, gli esperimenti hanno mostrato che la luce innesca la distorsione ultraveloce della struttura molecolare degli atomi di cobalto. Questo porta al trasferimento di atomi di ferro verso atomi di cobalto, rendendo così magnetico il sistema.

Questa ricerca, pubblicato in Chimica della natura il 7 dicembre 2020, mostra che è possibile distinguere tra la dinamica elettronica del moto atomico sulla scala di un decimo di un milionesimo milionesimo di secondo (o 100 femtosecondi).

Questo apre la strada allo sviluppo di una scienza in grado di controllare i materiali attraverso la luce.