当激光击中电子(红色）时，它们只需要13-34飞秒来激发并重新分配能量。图片来源：Shutterstock

物理学家向电子发射激光，以了解粒子如何获得和释放能量。科学家已经以记录的精度观察到电子在受到光的激发时，如何随着时间获得并重新分配能量——这是以前的研究无法在如此短的时间尺度上测量的现象。

在近日发表于《物理评论B》的一项研究中，美国加州大学伯克利分校的Daniel Neumark和Stephen Leone及同事在重复实验中，用可见光激光器击中了一个50纳米厚的镍样品来激发金属的电子。经过一系列的延迟后，研究人员用一个长度小于4飞秒（4千万亿分之一秒）的极紫外激光脉冲击中样本。他们测量了样品对这个脉冲的吸收，这使得他们可以推断出镍中电子的集体特性是如何随时间变化的。

受激电子通过重新分配能量达到平衡——这个过程需要13~34飞秒，取决于初始可见光脉冲的总能量。这些粒子在大约640飞秒的时间内冷却。

这项工作为物理学家提供了一种方法来探测超快光诱导过程中的电子动力学，例如发生在太阳能电池中的那些过程。

相关论文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevB.103.064305