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Tanzende Elektronen verlieren das Rennen


Internationales Physikerteam publiziert im Forschungsmagazin "Science" 

Atome setzen Elektronen frei, wenn ein Material mit Licht ausreichend hoher Frequenz bestrahlt wird. Bisher gingen Forscher davon aus, dass die Bewegung dieser Photoelektronen durch die Materialeigenschaften bestimmt ist. Physiker aus Bielefeld zeigen in einer gemeinsamen Studie mit internationalen Fachkollegen - darunter auch aus Jena -, dass es auch auf das Zusammenspiel der Elektronen im Inneren des Atoms ankommt: "Tanzende" Elektronen umkreisen dabei den Atomkern und brauchen länger als andere Elektronen, die geradeaus herausschießen. Dieser Verzögerungseffekt ist jetzt erstmals in einem Festkörper nachgewiesen worden. Ihre Ergebnisse haben die Forscher im Wissenschaftsmagazin "Science" veröffentlicht.

Jenaer Physiker berechnen die Verzögerung der emittierten Elektronen

Der Jenaer Physiker Prof. Dr. Stephan Fritzsche (Theoretisch-Physikalisches Institut der Uni Jena und Helmholtz-Institut Jena) hat bei der Modellierung dieser Experimente seine Expertise zur detaillierten Berechnungen der Phasen und Zeitverzögerungen der emittierten Elektronen mit verschiedenen Bahndrehimpulsen eingebracht. "Diese Berechnungen zeigten eine Verzögerung der Elektronen mit hohen Drehimpulsen, obwohl diese schwächer gebunden sind und auf Kreisbahnen um den Kern verlaufen", erläutert Fritzsche. Erst die Kombination dieser Berechnungen mit Simulationen zum Verhalten der Elektronen im Festkörper und an dessen Oberfläche ergab eine konsistente theoretische Vorhersage, die sich mit dem Experiment vergleichen ließ.

Nach ihren nun veröffentlichten Beobachtungen, so das Fazit der Forscher, müssen bisherige theoretische Annahmen zur Beschreibung des Photoeffektes geändert werden. Demnach sei in neuen theoretischen Modellen der Photoemission aus Festkörpern zu berücksichtigen, wie die Elektronen im Atom, das die Photoelektronen ausstößt, zusammenspielen.

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