A hologramok a lézerfény koherenciáját (azonos fázisát) kihasználó háromdimenziós képek, amelyek bizonyos mértékig „körüljárhatóak”, vagyis több nézetből is megvizsgálhatók a felvételek. Az eredményüket a Science-ben publikált holland kutatók a xenonatom elektronjait lézersugárral manipulálva készítettek olyan felvételt, amely láthatóvá teszi az atomburkot. Valójában egy speciális eljárással mozgatott elektronok sebességeloszlása látható a mag körül.

Az ultragyors fotoelektron spektroszkópiának elnevezett eljárás rendkívül érdekes módon képezi le az atomi méretű objektumokat. A nagy energiájú lézerfény ionizálja az atomot, de a szabaddá vált elektront nem engedi „elszökni”, hanem oszcilláló mozgásra kényszeríti az atom körül.

Amikor az elektron ütközik az ionnal, akkor mindig kibocsát egy fotont, a lézersugártól nyert energiával. A holland kutatók arra jöttek rá, hogy az elektronok koherens lézersugárral vezérelt mozgása koherens egymással, tehát alkalmas háromdimenzióshologramelőállítására.

A technikai megoldás a hagyományos hologram készítése elvén alapul, vagyis egy referencia sugárzás és a tárgyról (esetünkben az atomról) visszapattanó elektron sugárzása holografi kus ábraként összesíthető. A referencia sugárzás ebben az esetben a lézer által gerjesztett elektronok spontán sugárzása. Az eredmény az ábrán látható „galacsinhajtó bogár”, ami egy sebességeloszlási kép. A kutatók megfogalmazása szerint ez az atom holografikus fényképe, amit saját elektronjai rajzoltak meg.

A rögzített kép az atom egy pillanatnyi állapotát jelzi. Az eljárás olyan gyors, hogy attoszekundumos változásokat is képes kimutatni (attoszekundum = egymilliárdod másodperc egymilliárdod része). Az új tudományos eljárást molekulaszerkezeti vizsgálatokra és ultragyors atomi folyamatok vizsgálatára használják a jövőben.

Atomhologram