接棒爱因斯坦,德物理学家今揭开光子动量的奥秘,或解决30余年争议( 五 )

而随后,研究人员则需要通过复杂的公式来计算圆偏振光和线性偏振光在光传播方向上的平均电子动量与径向动量、光偏振轴 z 方向上的动量之间的关系。

或将终结 30 余年的争议

当强激光脉冲诱导原子电离时,动量守恒决定吸收的光子将其动量转移给电子及其母离子。因该实验方法所特有的高精度和固有的零动量,可以使研究人员能够清楚地证明光的磁场在电子处于隧道势垒下时对电子产生的作用。此前,在理论上当束缚电子通过原子势和电场叠加形成的势垒时,两个粒子之间的光子动量共享及其在强场电离中的潜在机理,历经多年的理论研究却仍存有争议。

例如,当来自激光脉冲的大量光子轰击氩原子时,它们会使氩原子电离;其中,原子的分裂消耗了光子的部分能量,而剩余的能量则被转移到释放的电子上。但是,哪一个反应部分(电子或原子的原子核)能保持光子的动量,正是这个问题已经困扰了物理学家们 30 多年。而 Hartung 研究团队的结果,以及他们设计建造的实验设备将有助于物理学家们解决相应问题。

“最简单的想法是这样的——只要电子附着在原子核上,动量就会转移到较重的粒子上,例如原子。而一旦它打破束缚,光子的动量就会直接传递给电子。”Hartung 的导师、核物理研究所的 Reinhard Dorner 教授解释说。“这就好比风把它的动量转移到船帆上,只要帆牢牢地系在船上,风的动量就能推动着船前进。然而,一旦系帆的绳索断了,风的动量就被单独地转移到帆上。”

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