❋ 5.1
Ученые из Московского физико-технического института и НИЦ «Курчатовский институт» разработали новую теоретическую основу для описания фотоэффекта — одного из фундаментальных процессов взаимодействия света и вещества. Они впервые показали, что если измерять вероятность перехода электрона не в обычное, а в закрученное состояние, обладающее собственным моментом вращения, то можно предсказать и наблюдать новые типы асимметрий, особенно важных для изучения «зеркальных» молекул. Этот подход, обобщающий классическое явление фотоэлектронного циркулярного дихроизма, открывает путь к созданию более чувствительных методов анализа сложных органических соединений.
ФизТех
# материя
# молекула
# свет
# Хиральность
# электрон
# энантиомеры
Трехмерный портрет хиральной молекулы. Изображение внешней электронной орбитали молекулы глицеральдегида (D-энантиомера). Красные и синие области показывают разные знаки волновой функции электрона. Именно с этой сложной, асимметричной структуры свет выбивает вихревой фотоэлектрон, который несет в себе информацию о ее «зеркальности» / © Physical Review A.
Со времен Эйнштейна фотоэффект описывается как процесс, в котором частица света, фотон, выбивает электрон из атома или молекулы. В традиционной картине мира, прочно укоренившейся в учебниках, и фотон, и вылетевший электрон рассматриваются как плоские волны — объекты, обладающие определенным направлением движения, или линейным импульсом. До сих пор вихревая структура электрона считалась чем-то экзотическим, индуцированным либо особым светом, либо сложной структурой самой молекулы. Это особое явление не следует путать с поляризацией. Круговая поляризация заключается в том, что летит волна, но вектор напряженности поля в каждой точке «крутится». Закрученный свет заключается в том, что летит не волна, а целый торнадо. Теоретики направили все усилия на точное описание сложного танца электронов внутри атома до и после поглощения фотона. Однако недавние достижения в области оптики, позволившие создавать так называемые вихревые пучки света — свет, который закручен вокруг своей оси подобно штопору и несет орбитальный угловой момент, — заставили физиков пересмотреть и свойства электронов. Возникла идея, что и свободный электрон может существовать в виде такого же вихря.
