在自然時間尺度上理解量子力學(xué)系統(tǒng)的動力學(xué)是阿秒科學(xué)的主要目標(biāo)。研究中最有趣的系統(tǒng)是具有非常高復(fù)雜度的分子，特別是與原子系統(tǒng)相比時。到目前為止，對分子進(jìn)行的幾次阿秒實驗為電子動力學(xué)提供了有價值的見解。在這些研究中，假設(shè)核比電子重得多，因此電子進(jìn)化的核的動力學(xué)被“凍結(jié)”，因此移動得更慢。然而，即使在阿秒時間范圍內(nèi)，電子和核運動彼此分離的近似通常也是不合理的。特別是在由輕原子種類組成的分子中，

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院物理系的Laura Cattaneo博士和Ursula Keller教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組現(xiàn)在研究了所有分子中最輕和最小的H2，并探討了在相同的時間范圍內(nèi)發(fā)生核和電子運動時會發(fā)生什么。正如他們在今天發(fā)表在Nature Physics上的一篇文章中所述他們發(fā)現(xiàn)，在分子中電離延遲 - 光子吸收和光電離過程中電子發(fā)射之間的時間 - 可以顯著地取決于光電子和原子核的動能。這一發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展了原子系統(tǒng)引入的電離延遲的概念。隨著核動能的電離延遲的變化可以與電子動能的變化一樣大。這意味著每當(dāng)光原子參與分子電離過程時，輸出電子波包就不能從核波包中解開。

這些阿秒時間尺度的測量基于Keller集團(tuán)早期開發(fā)的實驗方法。在所謂的AttoCOLTRIMS設(shè)備中，阿秒測量與成像技術(shù)COLTRIMS相結(jié)合，其中可以記錄分子反應(yīng)片段的相關(guān)特性。該實驗?zāi)芰εc馬德里自治大學(xué)(西班牙)的合作者進(jìn)行的幾乎精確的從頭算理論相結(jié)合，描述了電子和核運動以及它們之間的耦合。

這項工作的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了研究的簡單H2分子。氫原子存在于大多數(shù)有機(jī)和生物相關(guān)分子中。因此，了解這些系統(tǒng)中存在的耦合電子和核動力學(xué)的影響和貢獻(xiàn)應(yīng)該提供在各個研究領(lǐng)域中具有重要意義的基本見解。