Stoją za nimi przedstawiciele Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu, którzy zaprezentowali wyniki swoich badań na łamach Physical Review Letters. Przełomowym aspektem tych działań było znalezienie sposobu na obserwację zachowania tych elektronów w ciałach stałych. Kluczowe było wykorzystanie szybkich elektronów do generowania wolnych bezpośrednio w materiale.
Czytaj też: Fizycy ścisnęli ze sobą dwa atomy. Wyszło z tego coś zaskakującego
Jak przyznaje jeden z autorów, Wolfgang Werner, on i jego współpracownicy byli zainteresowani tym, jak powolne elektrony zachowują się wewnątrz materiału. Takowym może być na przykład kryształ bądź żywa komórka. Trzeba było jednak sposobu, który pozwoliłby tego dokonać. Wymyślenie go nie należało do łatwych zadań, ale członkowie zespołu badawczego się nie poddali.
Do upragnionego celu doprowadziły ich szybkie elektrony, przechodzące przez materiał i stymulujące różne procesy w nim zachodzące. Za przykład można podać sytuację, w której zaburzają równowagę między dodatnimi i ujemnymi ładunkami elektrycznymi materiału. W konsekwencji może dojść do “wyrwania” elektronu i jego powolnego przemieszczania się, nierzadko zakończonego całkowitą ucieczką z materiału.
Powolne elektrony już teraz są stosowane między innymi w elektronice czy terapiach nowotworowych
Żeby ogłosić pełny sukces potrzeba było jeszcze przeprowadzenia pomiarów dotyczących tych elektronów. Aby tego dokonać, austriaccy naukowcy wystrzeliwali elektron w kierunku materiału i śledzili jego energię w momencie wyjścia. Dodając do tego dane dotyczące części powolnych elektronów, uzyskali obraz sytuacji, jakiego wcześniej nie udało się stworzyć.
Co istotne, na podstawie ilości energii utraconej przez szybki elektron podczas przechodzenia przez materiał można wyciągnąć wnioski dotyczące tego, jak głęboko on dotarł. Idąc tym tropem, badacze są w stanie ustalić, na jakiej głębokości powolne elektrony zostały uwolnione ze swoich miejsc. Stąd już prosta droga do ustalenia, w jakim stopniu i w jaki sposób powolne elektrony w materiale uwalniają swoją energię.
Czytaj też: Wyciskają z tej technologii co się da. Akumulatory litowo-jonowe właśnie stały się wydajniejsze
Wyniki przeprowadzonych eksperymentów zaskoczyły ich autorów, ponieważ do tej pory panowało przekonanie, jakoby uwalnianie elektronów w materiale zachodziło w sposób kaskadowy. Oznacza to, że szybki elektron wchodzi do materiału i uderza w inny elektron. Ten ostatni opuszcza swoje miejsce wywołując ruch dwóch elektronów. Te dwa usuwają dwa kolejne elektrony z ich miejsc, a reakcja łańcuchowa postępuje. Rzeczywistość okazała się zgoła odmienna, ponieważ obserwacje potwierdziły, że szybki elektron przechodzi serię zderzeń, jednocześnie zachowując dużą część swojej energii. Zaledwie jeden powolny elektron jest usuwany ze swojego miejsca i z pewnością nie zachodzi reakcja łańcuchowa.
