Ny nyckel till kvantmekanikens värld: ljusets intensitet påverkar elektroners rörelseenergi
belönades Albert Einstein med Nobelpriset i fysik för sin förklaring av den fotoelektriska effekten, där ljusets inflytande på elektronernas rörelseenergi var i fokus. Han visade att när ett material bestrålas av ljus med hög frekvens kan det skapas fria elektroner med en hög rörelseenergi. Principen är mycket användbar, eftersom den gör det möjligt att bestämma hur hårt elektroner är bundna olika system (så som atomer, molekyler och fasta material), och därför gör det möjligt att förstå olika materials uppbyggnad.
– Nu visar vår studie att denna effekt inte bara beror på ljusets frekvens utan också på dess intensitet, vilket resulterar i elektroner med två olika energier, trots att ljuset bara har en enda frekvens, berättar Marcus Dahlström, forskare i matematisk fysik och en av författarna till studien som nu publiceras i Science Advances.
Ultrakorta ljuspulser
I studien, som kombinerar både experiment och teori, förklarar forskarna att fenomenet uppkommer på grund av en sammanflätning av partiklar. På detta sätt har det internationella forskarlaget visat att samma
Atomer absorberar energi på oväntat sätt
I atomernas värld gäller inte naturlagarna såsom vi känner till dem. Där råder i stället kvantfysikens lagar. Dessa må vara enkla i sin matematiska struktur, men de leder till minst sagt svårbegripliga fenomen. Å ena sidan förklarar de hur en enskild partikel kan befinna sig på flera platser samtidigt och hur den kan ha egenskaper som liknar en våg. Å andra sidan förklarar de att ljus inte bara är vågor utan också kan ses som små enskilda bitar av energi (så kallade ”fotoner”).
Att kunna blicka in i och förstå mikrokosmos är fascinerande på grund av denna ständiga dualism mellan partiklar och vågor. De kvantfysiskaliska fenomen som studeras kan sedan inkluderas i ny teknologi i framtida tillämpningar. Det kan handla om att göra redan små elektriska komponenter ännu mindre (för att öka deras effektivitet), eller om att skapa helt nya komponenter för kvantdatorer.
Att studera hur korta ljuspulser växelverkar med atomer är en väl etablerad väg in i atomernas värld. I en ny studie har doktoranden i matematisk fysik, Axel Stenquist, betraktat hur intensiva laserpulser absorberas av atomer. Forskningen har han gjorts tillsammans med sin
En oväntad rekordhändelse har registrerats på anläggningen Km3net i Medelhavet. En partikel som kallas neutrino skapade en signal som visade att den hade tio gånger högre energi än någon annan partikel av samma slag som någonsin observerats.
– Det här är ett väldigt spännande resultat, säger Olga Botner, professor vid Uppsala universitet som arbetar med neutrinoobservatoriet Icecube.
Svårfångade partiklar
Neutriner är en sorts partiklar som bland annat skapas i enorma mängder i kärnreaktioner i solen. De beskrivs ofta som spökpartiklar eftersom de saknar laddning och har mycket liten massa, och därmed är mycket svåra att registrera. Neutriner med låg energi kan passera genom stora mängder materia utan att lämna minsta spår. När de har hög energi ökar sannolikheten att de växelverkar med en atom och därmed blir synliga – men de är då i stället ytterst ovanliga.
Km3net består av linor med ljussensorer som är nersänkta i vattnet på två olika platser i Medelhavet. När en neutrino krockar med en atom ger den upphov till laddade partiklar, som i sin tur avger ljus som kan färdas genom vattnet och fångas upp.
Neutrinons riktning är nyckeln
Förutom energin kan forsk
Framtidens fusionsenergi kan bli dyrare &#;n alternativen
Nyheten fick stort genomslag i media i veckan. Forskare vid ett laboratorium i USA har under ett försök fått ut mer energi än de stoppade in. Med hjälp av extremt starka lasrar har de lyckats med något man försökt i årtionden. Men vad innebär det egentligen?
Vi ställde sex frågor till Gert Brodin, professor vid Institutionen för fysik vid Umeå universitet.
Vad är fusion?
– Fusion är det som driver energiproduktionen i solen. Väteatomer slås samman till helium och då frigörs stora mängder energi. I kärnkraft talar man istället om fission, där klyver man atomkärnor medan här handlar det om att slå ihop dem.
Vad innebär det att forskare lyckats producera mer energi än de använt?
– Det är ett stort vetenskapligt genombrott, absolut, men man får inse att det är väldigt lång väg kvar. Även om man får ut mer energi än man stoppar in så måste man tänka på hur mycket energi man m&
.