Elettroni in movie

Ottenere immagini degli elettroni che non appaiano “mosse” è stato finora impossibile a causa dell’estrema velocità di queste microscopiche particelle. Ma un gruppo di ricercatori della Facoltà di Ingegneria dell’Università di Lund (Svezia) ha ora trovato il modo di filmare il movimento di un elettrone utilizzando una tecnica innovativa che prevede l’uso di flash di luce di durata estremamente breve.

“Un elettrone”, spiega Johan Mauritsson, ricercatore presso il Dipartimento di Fisica Atomica dell’Università di Lund e tra gli autori dello studio pubblicato su Physical Review Letters, “impiega circa 150 attosecondi per compiere un giro completo intorno al nucleo dell’atomo. Un attosecondo è un miliardesimo di miliardesimo di secondo”. Il movimento dell’elettrone è stato guidato da un laser che ha permesso di seguire con altissima precisione il suo cammino all’interno del fascio di luce e di ‘osservare’ il suo comportamento quando si scontra con un atomo. Gli impulsi ad attosecondi hanno poi catturato i fotogrammi che hanno composto il filmato. L’azione di questi impulsi può essere paragonata all’effetto delle luci intermittenti in una discoteca (le cosiddette luci stroboscopiche) che al nostro occhio fissano le immagini delle persone in movimento come una sequenza di scatti regolari.

Chi si aspetta quindi di vedere un vero e proprio video di una particella in movimento probabilmente resterà deluso, poiché il filmato ottenuto è una sequenza di immagini che fotografano l’andamento della distribuzione di energia dell’elettrone. Lo studio apre comunque la strada a una serie di applicazioni pratiche: a detta dello stesso Mauritsson, “ora potremo essere in grado di osservare, per esempio, come gli elettroni si comportano quando si scontrano con vari oggetti”. La serie dura quanto una singola oscillazione della luce ed è stato necessario rallentarla notevolmente (qui il link al video). (s.s.)