Medir el tiempo que tarda el electrón en abandonar el átomo.

Photoionization in the time and frequency domain
BY M. ISINGER, R.J. SQUIBB, D. BUSTO, S. ZHONG, A. HARTH, D. KROON, S. NANDI, C. L. ARNOLD, M. MIRANDA, J. M. DAHLSTRÖM, E. LINDROTH, R. FEIFEL, M. GISSELBRECHT, A. L’HUILLIER
PUBLISHED ONLINE 02 NOV 2017. DOI: 10.1126/science.aao7043

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Un grupo de investigadores de la Universidad de Lund ha medido con precisión el tiempo que tarda el electrón en abandonar el átomo y es de 0,000 000 000 000 000 02 segundos, o 20 milmillonésimas de una milmillonésima de segundo.

Ésta es la mejor medición que tenemos ahora del tiempo que tarda un electrón en emitirse desde un átomo.

El cronómetro de los investigadores consiste en pulsos de láser extremadamente cortos. La medición se ha realizado en un átomo de neón. Como explica Marcus Isinger, estudiante de doctorado en la Universidad de Lund en Suecia:

Cuando la luz golpea al átomo, los electrones absorben la energía de la luz. Un instante después, los electrones se liberan de los poderes vinculantes del átomo. Este fenómeno, llamado fotoionización, es uno de los procesos más fundamentales de la física y fue descrito teóricamente por Albert Einstein, quien fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1921 por este descubrimiento en particular.

Esta interacción es fundamental para la fotosíntesis y la vida en la Tierra, y permite a los investigadores estudiar átomos.

Cuando los átomos y las moléculas experimentan reacciones químicas, los electrones son los que hacen el trabajo pesado. Se reagrupan y se mueven para permitir que se creen o destruyan nuevos enlaces entre las moléculas. Seguir ese proceso en tiempo real es un “santo grial dentro de la ciencia”. Ahora nos hemos acercado un paso más.

El mar de Dirac: un mar infinito de partículas con energía negativa

Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984), fue uno de los físicos más influyentes del siglo XX. Su timidez llegó a ser legendaria: cuando le informaron que acababa de ganar el premio Nobel, Dirac le dijo a Rutherford que él no deseaba aceptarlo porque  tenía aversión a la publicidad, pero aquel le respondió que ¡el rechazo del premio le traería aún más publicidad!

El mar de Dirac y su relacion en NGE

Como el Mar de Dirac o el Océano de Dirac se conoce al modelo teórico del vacío que sería como un mar infinito de partículas con energía negativa.

Fue desarrollado por el físico británico Paul Dirac en 1930 para tratar de explicar los estados cuánticos anómalos con energía negativa predichos por la ecuación de Dirac para electrones relativistas. Antes de su descubrimiento experimental en 1932, el positrón, la antipartícula correspondiente al electrón, fue concebida originalmente como un hueco en el mar de Dirac.


Átomo

El mar de Dirac y su relacion en NGE

Antiátomo
El mar de Dirac y su relacion en NGE

Al analizar la naturaleza de las partículas subatómicas Dirac comprendió lo que gracias a él sabemos hoy: que hay una infinidad de estados cuánticos en los que dichas partículas pueden estar. Pero entonces debían de existir ya una infinidad de partículas ocupando todos esos posibles estados cuánticos, este es el mar de Dirac, del que también se deduce la antimateria, ya que es posible mediante aceleradores de partículas y otros medios de convertir a una partícula en otra y así “sacarla” del mar de Dirac, lo cual resultaría en un estado cuántico que nada ocuparía, y que Dirac comprendió que no podía ser, así que dedujo que cuando una partícula se convertía en otra debía de haber también alguna, en alguna parte, que “bajara” y ocupara dicho espacio, solo que lo haría con la energía opuesta a la otra que había “salido”, esta es la antimateria.

El grupo musical The Superconducting Supercolliders  tituló a una de sus canciones “Sea of Dirac”.
La banda Sithu Aye compuso una canción llamada “Dirac Sea”.
El concepto del Mar de Dirac es explorado en el juego de rol de ciencia-ficción Einstenian Roulette.

 

We are sailing on the Sea of Dirac.
How long have we been here?
How do we get back?
And you say you’re looking
For a hole in the sea
But if you look long enough
You will see that it’s just me.
Mass annihilation
Extend the Schrödinger equation.

When antimatter comes in waves,
You should get out of the way.
I hate to die
But I think you and I
Might be destined to collide
And nothing would survive.
You’re impossible to hate.