Хотя идея телепортации сквозь стены может звучать как что-то из фильма, подобные явления на самом деле происходят в атомном мире. Это явление, называемое "квантовым туннелированием", включает в себя прохождение электронов через энергетические барьеры (стены), которые они, по-видимому, не могут преодолеть с помощью своей энергии, как будто они роют туннель сквозь них.

Это явление является принципом, по которому работают полупроводники, то есть основные компоненты смартфонов и компьютеров, а также имеет важное значение для ядерного синтеза, процесса, который производит свет и энергию на солнце. Однако до сих пор, хотя существовало некоторое понимание того, что происходит до и после прохождения электрона через туннель, точное поведение электрона при пересечении барьера оставалось неясным. Мы знаем вход и выход из туннеля, но что происходит внутри, осталось загадкой.

Команда профессора Ким Донг Эона вместе с командой профессора К. Х. Кейтеля из Института ядерной физики Макса Планка в Гейдельберге, Германия, провели эксперимент с использованием интенсивных лазерных импульсов для индуцирования туннелирования электронов в атомах. Результаты выявили удивительное явление: электроны не просто проходят через барьер, но снова сталкиваются с атомным ядром внутри туннеля. Исследовательская группа назвала этот процесс "воспоминанием под барьером" (UBR). До сих пор считалось, что электроны могут взаимодействовать с ядром только после выхода из туннеля, но это исследование впервые подтвердило, что такое взаимодействие может происходить внутри туннеля.

Еще более интригующе то, что во время этого процесса электроны набирают энергию внутри барьера и снова сталкиваются с ядром, тем самым усиливая так называемый "резонанс Фримена". Эта ионизация была значительно большей, чем наблюдаемая в ранее известных процессах ионизации, и на нее практически не влияли изменения интенсивности лазерного излучения. Это совершенно новое открытие, которое не могло быть предсказано существующими теориями.

Это исследование важно, поскольку оно является первым в мире, которое проясняет динамику электронов во время туннелирования. Ожидается, что это обеспечит важную научную основу для более точного контроля поведения электронов и повышения эффективности в передовых технологиях, таких как полупроводники, квантовые компьютеры и сверхбыстрые лазеры, которые основаны на туннелировании.

Профессор Ким Донг Ен заявил: "Благодаря этому исследованию мы смогли найти ключ к пониманию того, как ведут себя электроны, когда они проходят через атомную стенку", и добавил: "Теперь мы, наконец, можем глубже понять туннелирование и управлять им по своему усмотрению".

Между тем, это исследование было поддержано Национальным исследовательским фондом Кореи и проектом по развитию потенциала Корейского института развития технологий.