当原子核赶上电子时

在自然时间尺度上理解量子力学系统的动力学是阿秒科学的主要目标。研究中最有趣的系统是具有非常高复杂度的分子，特别是与原子系统相比时。到目前为止，对分子进行的几次阿秒实验为电子动力学提供了有价值的见解。在这些研究中，假设核比电子重得多，因此电子进化的核的动力学被“冻结”，因此移动得更慢。然而，即使在阿秒时间范围内，电子和核运动彼此分离的近似通常也是不合理的。特别是在由轻原子种类组成的分子中，

苏黎世联邦理工学院物理系的Laura Cattaneo博士和Ursula Keller教授领导的研究小组现在研究了所有分子中最轻和最小的H2，并探讨了在相同的时间范围内发生核和电子运动时会发生什么。正如他们在今天发表在Nature Physics上的一篇文章中所述他们发现，在分子中电离延迟 - 光子吸收和光电离过程中电子发射之间的时间 - 可以显着地取决于光电子和原子核的动能。这一发现扩展了原子系统引入的电离延迟的概念。随着核动能的电离延迟的变化可以与电子动能的变化一样大。这意味着每当光原子参与分子电离过程时，输出电子波包就不能从核波包中解开。

这些阿秒时间尺度的测量基于Keller集团早期开发的实验方法。在所谓的AttoCOLTRIMS设备中，阿秒测量与成像技术COLTRIMS相结合，其中可以记录分子反应片段的相关特性。该实验能力与马德里自治大学(西班牙)的合作者进行的几乎精确的从头算理论相结合，描述了电子和核运动以及它们之间的耦合。

这项工作的重要性远远超出了研究的简单H2分子。氢原子存在于大多数有机和生物相关分子中。因此，了解这些系统中存在的耦合电子和核动力学的影响和贡献应该提供在各个研究领域中具有重要意义的基本见解。