Группа физиков из Израиля, Франции, Канады и Германии поставила опыт по схеме, которая позволяет рассмотреть в динамике квантовое туннелирование — преодоление частицей потенциального барьера, слишком высокого с точки зрения классической физики.

В ходе эксперимента учёные наблюдали за ионизацией атома гелия, помещённого в сильное лазерное поле. Последнее, как известно, может «деформировать» потенциальный барьер, позволяя электрону туннелировать и покинуть атом. Через некоторое время освобождённые электроны возвращаются к своим родным ионам, результатом чего становятся аттосекундные (1 аттосекунда = 10⁻¹⁸ с) вспышки света.

Рис. 1. Туннельная ионизация атома.

Для оценки времени ионизации использовалось второе, слабое лазерное поле, действие которого уменьшало вероятность возвращения освободившегося электрона к иону.

«Управляя этим полем, мы могли определить, когда электрон покидал атом, — говорит участник исследования Нирит Дудович (Nirit Dudovich) из Института им. Вейцмана (Израиль). — В результате выяснилось, что туннелирование совершается менее чем за несколько сотен аттосекунд».

В отдельной серии наблюдений атомы гелия были заменены молекулами диоксида углерода. Сравнивая времена ионизации с двух разных орбиталей молекулы, авторы обнаружили расхождение, близкое к сорока аттосекундам.

Полная версия отчёта экспериментаторов опубликована в журнале Nature.