Een team van onderzoekers van het Amerikaanse National Institute for Standards and Technology heeft ontdekt dat de stroomrichting van de elektronenstroom, geproduceerd door het foton-drag-effect, afhankelijk is van de omgeving waarin een metaal zit. In hun paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft experimenten die ze hebben uitgevoerd met gepolariseerd licht dat een gouden film raakt en wat ze hebben geleerd.

Eerdere onderzoeksinspanningen hebben aangetoond dat wanneer fotonen een metaal onder een hoek raken, hun momentum blijft behouden omdat het wordt gegeven aan vrije elektronen van het metalen oppervlak. Hierdoor worden de vrije elektronen naar voren geduwd, het creëren van een elektrische stroom. Dit staat bekend als het foton-drag-effect, en het is in veel moderne toepassingen gebruikt. Maar onlangs, onderzoek heeft uitgewezen dat de elektronen in zo'n situatie niet altijd stromen zoals verwacht. Om erachter te komen waarom, de onderzoekers voerden enkele zeer eenvoudige experimenten uit.

Het eerste experiment bestond uit het opzetten van een gouden film in een vacuümkamer met aan één uiteinde een elektrode eraan bevestigd. De onderzoekers vuurden gepolariseerd licht schuin op de film af en lazen de spanningswaarden van de elektrode af. Ze merkten op dat er stroom in het metaal begon te stromen, precies zoals de theorieën over het foton-sleepeffect suggereerden. Er was een probleem, echter - de stroom liep in de verkeerde richting. In plaats van de elektronen naar voren te duwen, het licht trok hen naar achteren. Enigszins verward door hun resultaten, de onderzoekers zetten hetzelfde apparaat op in een niet-vacuümomgeving en voerden het experiment opnieuw uit. Deze keer, de spanning stroomde naar voren, zoals eerder onderzoek had uitgewezen.

De onderzoekers suggereren dat hun bevindingen aantonen dat de richting van de elektronenstroom van het foton-drag-effect volledig afhankelijk is van de omgeving rond het metaal. Ze erkennen vrijelijk dat ze niet weten waarom de elektronen achteruit stroomden, maar waag een gok - de stroomrichting kan worden beïnvloed door kernelektronen die zijn gebonden aan metaalionen. Ze merken ook op dat hun bevindingen vollediger moeten worden onderzocht, omdat hun waarnemingen hebben aangetoond dat er nog steeds hiaten zijn in het begrip van hoe licht en metalen op elkaar inwerken.

© 2019 Wetenschap X Netwerk