2009/05/15 > BE Allemagne 436 > Les limites de l'effet photoélectrique - Emission simultanée de 21 électrons suite à une impulsion laser

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		Physique Les limites de l'effet photoélectrique - Emission simultanée de 21 électrons suite à une impulsion laser http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59061.htm C'est en voulant définir de nouvelles méthodes de caractérisation des lasers à rayons X que le Prof. Dr. Mathias Richter et son équipe de l'Office fédéral de physique et de métrologie (PTB) à Berlin ont observé des effets divergents de l'effet photoélectrique classique [1] énoncé par Albert Einstein en 1905. En effet, ils ont observé l'émission d'un grand nombre d'électrons par du xénon soumis à un rayon laser d'une longueur d'onde de 13 nm. Selon la théorie, l'effet photoélectrique classique se définit par l'interaction d'un photon de haute énergie avec un électron (voir figure (a)). Cet effet photoélectrique représente une preuve de la structure quantique de la lumière. Ce n'est qu'à de très fortes intensités qu'une ionisation multiphotonique se produit : dans le cas par exemple d'impulsions ultra-courtes et de rayonnement de grande longueur d'onde (voir figure (b)). Les modèles théoriques qui correspondent à ces phénomènes n'expliquent cependant pas le comportement des mêmes entités dans le domaine des rayons X mous (dont la longueur d'onde est élevée, proche de celle des ultra-violets, [2]). L'intensité du rayonnement dans le domaine des rayons X mous a atteint plusieurs Petawatt/cm2. Les études quantitatives prouvent que le degré d'interaction (et par conséquent la nature du rayonnement X) est définie en grande partie par la structure de l'atome et par l'agencement des couches électroniques internes : dans le cas extrême du xénon, un paquet d'ondes de photons semble être à l'origine de l'émission simultanée de plusieurs électrons internes (voir figure (c)). En commun avec des chercheurs travaillant sur le laser à électrons libres FLASH [3], les chercheurs du PTB ont réussi à focaliser un rayon laser d'une longueur d'onde de 13 nm sur du xénon. Les photons de haute énergie auraient également dû éjecter des électrons séparément, s'échappant à des vitesses égales. Au lieu de cela, le Prof. Dr. Mathias Richter témoigne qu'"une seule impulsion laser a éjecté jusqu'à 21 électrons d'un seul atome de xénon". Pour expliquer le phénomène, les chercheurs ont reconsidéré les rayons X du laser comme des ondes classiques. De fait, les 54 électrons présents dans un atome de xénon se trouvent dans des couches, elles-mêmes situées à des distances variables du noyau d'électron, créant une "enveloppe 4d". Lorsque la lumière rencontre cette enveloppe du xénon, elle fait osciller 10 électrons, et l'amplitude de ces oscillations s'accroît. Après peu de temps, l'enveloppe "déborde" et les 10 électrons sont émis simultanément. "La disparition de 10 électrons génère des états chaotiques au sein de l'atome", ajoute Mathias Richter, et d'autres électrons peuvent suivre le chemin des premiers. Un article a été publié à ce sujet dans le journal scientifique "Physical Review Letters" [4]. Des observations sur les interactions lumière-matière avec des rayons de forte intensité et courtes longueurs d'ondes sont significatives pour les expériences qui seront prochainement menées dans les grands centres de laser X : aux Etats-Unis (LCLS à Stanford), au Japon (SCSS Spring8) et en Europe (FLASH, XFEL à Hambourg). Les travaux de recherche s'intègrent dans un programme de coopération du PTB avec le centre de recherche DESY, de l'Université de Hambourg et de l'Institut Ioffe de Saint-Pétersbourg.	>> Suivant << Précédent Version imprimable >> Transmettre cette info par email >> Recommander ce site à un collègue / ami >> S'abonner au BE Allemagne >> FAQ / foire aux questions >> Conditions d'utilisation >>


	Pour en savoir plus, contacts :	- [1] Article de Wikipedia sur l'effet photoélectrique : http://fr.wikipedia.org/wiki/Photo%C3%A9lectrique - [2] Définition des Rayons X, Encarta : http://fr.ca.encarta.msn.com/encyclopedia_761579196/x_rayons.html - [3] "Laser à électrons libres FLASH : nouveau programme de soutien à la recherche dans le domaine de la matière condensée", BE Allemagne 353 - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51076.htm - 20/09/2007 - [4] Extreme ultra-violett laser excites atomic giant resonance. M. Richter et al., Phys. Rev. Lett. (2009) - voraussichtliche Veröffentlichung: 24. April 2009, Photoelectric effect at ultra-high intensities. A. A. Sorokin et al., Phys. Rev. Lett. 99, 213002 (2007) - Prof. Dr. Mathias Richter - Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Fachbereich 7.1 Röntgenmesstechnik mit Synchrotronstrahlung - tél : +49 306 392 5084 - email : mathias.richter@ptb.de - http://www.ptb.de	Code brève ADIT : 59061
	Source :	- Tagesspiegel - 07/05/2009 - Communiqué de presse, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) - 24/04/2009
	Rédacteur :	Nadia Heshmati, nadia.heshmati@diplomatie.gouv.fr


	Origine :	BE Allemagne numéro 436 (15/05/2009) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59061.htm

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