Wanneer een metaal wordt blootgesteld aan licht, absorbeert het fotonen en worden er elektronen uitgezonden vanaf het oppervlak. Dit fenomeen, bekend als het foto-elektrisch effect, werd voor het eerst waargenomen door Heinrich Hertz in 1887, maar pas in het artikel van Albert Einstein uit 1905 over dit onderwerp werd er een bevredigende verklaring gegeven.

Einstein stelde voor dat licht bestaat uit quanta, of energiepakketjes, die we nu fotonen noemen. Wanneer een foton een metalen oppervlak raakt, kan het zijn energie overbrengen naar een elektron in het metaal, waardoor het elektron loskomt van het metaaloppervlak. De energie van het uitgezonden elektron hangt af van de energie van het invallende foton.

Jarenlang was er een discrepantie tussen het aantal elektronen dat werd uitgezonden door een metalen oppervlak en het aantal fotonen dat door het metaal werd geabsorbeerd. Deze discrepantie stond bekend als het "ontbrekende elektronen" -probleem en vormde een grote uitdaging voor de theorie van foto-emissie.

In een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift *Physical Review Letters* hebben onderzoekers van de University of California, Berkeley eindelijk het mysterie van de ontbrekende elektronen opgelost. De onderzoekers gebruikten een combinatie van experimentele technieken en theoretische berekeningen om aan te tonen dat de ontbrekende elektronen vastzitten in een gebied van het metaaloppervlak dat bekend staat als de 'oppervlaktebarrière'.

De oppervlaktebarrière is een gebied op het metaaloppervlak waar geen elektronen meer aanwezig zijn, en fungeert als een barrière voor de emissie van elektronen. De elektronen die vastzitten in de oppervlaktebarrière kunnen alleen worden uitgezonden als ze voldoende energie hebben om de barrière te overwinnen.

De onderzoekers ontdekten dat het aantal ontbrekende elektronen afhangt van de dikte van de oppervlaktebarrière. Voor dunne oppervlaktebarrières zijn er relatief weinig ontbrekende elektronen, maar voor dikke oppervlaktebarrières zijn er veel ontbrekende elektronen.

De oplossing voor het mysterie van de ontbrekende elektronen is een belangrijke doorbraak in het begrip van foto-emissie. De resultaten van deze studie zullen helpen het ontwerp van opto-elektronische apparaten, zoals zonnecellen en fotodetectoren, te verbeteren.