Физики разобрались с резонансными и нерезонансными задержками фотоионизации молекулы

Физики исследовали однофотонную фотоионизацию молекулы NO под действием синхротронного излучения, опосредованную резонансом формы. Они увидели, что, несмотря на сложную угловую зависимость параметров вылетевшего электрона, вызванную интерференцией между нерезонансным и резонансным каналами ионизации, во втором случае время задержки не зависит от направления его импульса. Исследование опубликовано в Nature Communications.
Квантовая интерференция традиционно ассоциируется с хрестоматийным двухщелевым экспериментом с электроном. Его использовал Ричард Фейнман для наглядной иллюстрации принципа суперпозиции амплитуд вероятности, суть которого в том, что наличие нескольких альтернативных способов протекания физического процесса приводит к их интерференции друг с другом. В том опыте она проявляется через волнообразную дифракционную картину на экране. Этот принцип максимально универсален и работает не только для различных траекторий, а вообще для любых альтернатив.
Квантовая интерференция играет большую роль в квантовых системах со сложной энергетической структурой, типичным примером которых оказываются молекулы. Помимо богатства электронных, колебательных и вращательных уровней они иногда демонстрируют резонансы — квазисвязанные состояния ионизированного или рассеянного электрона, вызванные сложным балансом сил, действующих на него. Фотоионизация электрона может происходить как напрямую, так через резонансы, что, согласно принципу суперпозиции, приводит к квантовой интерференции, выражающейся через угловую анизотропию параметров рассеяния. К таким параметрам можно отнести амплитуду, фазу и время задержки, к которому экспериментаторы