Физики применили технику реконструкции аттосекундных биений, возникающих при двухфотонном поглощении, чтобы изучить фотоионизацию молекулы фторида углерода, опосредованную резонансом формы. Оказалось, что время задержки фотоэлектрона крайне чувствительно к углу, под которым он вылетает из молекулы, а количественное объяснение результатов эксперимента требует развития новых теорий.

Исследование опубликовано в Science Advances.

Резонансом формы называют квазисвязанное состояние квантовой системы, вызванное сложной формой ее потенциала. Про такой резонанс обычно говорят в контексте молекулярной физики и химии, где электрон попадает в локальный минимум потенциала, хотя известно, что похожий эффект проявляет себя и в ядерных реакциях. Во всех случаях резонанс формы выражается в задержке, с которой происходит взаимодействие между частями системы. Для случая молекул речь идет о фемтосекундах.

Доступ к исследованию процессов на таких коротких временах появился сравнительно недавно благодаря развитию техники аттосекундной спектроскопии. С ее помощью физики уже пытались изучать резонанс формы при фотоионизации молекул. В этом процессе электрон на некоторое время застревает в энергетической яме, вызванной балансом между обменным, кулоновским и центробежными силами, после чего туннелирует в континуум.

Ученые научились измерять характерные времена задержки, вызванные резонансом, однако зависимость этих времен от углов и состояний до недавнего времени никто не исследовал.

Группа физиков из Китая, США и Швейцарии под руководством Ганса Вёрнера (Hans Wörner) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха впервые смогла получить такую информацию для фотодиссоциации молекулы фторида углерода.