Atomlar, bağlı oldukları merkezi bir çekirdek etrafında hareket eden elektronlardan oluşur. Acaba elektronları, bir lazerin güçlü elektrik alanıyla çekilerek, çekirdeğinin sınırlayıcı gücünün üstesinden gelinebilir mi. Yarım yüzyıl önce Teorisyen Walter Henneberger, atomdan bir elektronu atomdan koparmadan serbest kalması için bir lazer alanı kullanmanın mümkün olup olmadığını merak etmişti. Birçok bilim adamı bunun imkânsız olduğunu düşündü. Ancak, şimdi İsviçre'den Cenevre Üniversitesi (UNIGE) ve Almanya'nın Berlin'deki Max Born Enstitüsü (MBI) fizikçileri bunu başarıyla gerçekleştirdiler.

     Araştırmacılar, elektronun hem serbest hem de çekirdeğine bağlı kalmasını sağlayan ve aynı zamanda atomun elektronik yapısını düzenleyebilen lazer darbesinin şeklini ilk kez kontrol etti. Bu sonuçlar, aynı zamanda maddenin iyonlaşmasıyla ilgili bilinen bilgilerin değişmesi anlamına geliyor.

     Henneberger'in hipotezi, bir elektronun lazerde sıkışıp kalması durumunda, hem lazer hem de çekirdeğin elektrik alanına maruz kalmasının elektronu çekirdeğin önünde ileri geri gitmeye zorlanacağını söyledi. Bu ikili durum, hem elektrik alanlarına maruz kalan elektronların hareketini kontrol etmeyi mümkün kılar hem de fizikçilerin ışıkla ayarlanabilen yeni bir elektronik yapıya sahip atomlar yaratmasına izin verecekti.

     Bir lazer ne kadar yoğun olursa atomu iyonize etmek o kadar kolay olur, bunu elektronları çekirdeğinin çeken elektrik alanından koparmak ve boşluğa çıkarmak daha kolay olmalıdır şeklinde açıklayabiliriz. "Ama atom iyonize edildikten sonra, elektronlar atomlarını bir tren gibi terk etmiyorlar. "Jean Pierre Wolf, UNIGE Fen Fakültesi'nin fizik bölümünden profesörü." Teorisinde olduğu gibi, elektronların atomlarından kurtulduktan sonra, onları lazerle yakalayıp çekirdeğin yanında kalmaya zorlayıp zorlayamayacağımızı öğrenmek istedik."

     Bunu yapmanın tek yolu, tam olarak aynı olan elektron üzerinde salınımları zorlamak amacıyla lazer darbesi için en doğru şekli bulmaktır, böylece enerji ve durum sabit kalır.

     Berlin'deki MBI teorik bölümünde profesör olan Misha Ivanov; "Elektron doğal olarak lazer alanında salınır, ancak lazer yoğunluğu değişirse, bu salınımlar da değişir ve bu, elektronu, enerji seviyesini ve dolayısıyla durumunu değiştirmeye zorlar. Bu sıra dışı durumları bu kadar zor görmeye sebep olan şey budur, "diye ekliyor.

     Fizikçiler farklı lazer yoğunluklarını test ettiler, böylece atomdan serbest kalan elektronun sürekli salınımları olacaktı. Şaşırtıcı bir keşif yaptılar. Araştırmacılar “Biz lazerin enerjisi ne kadar yüksek olursa elektronu serbest bırakmanın o kadar kolay olacağını düşünmüştük fakat belli bir limitten sonra atomu iyonize etmek mümkün olmuyordu.” Dedi. Misha Ivanov. "Bu eşiğin ötesinde, elektronu tekrar kontrol edebiliriz." Araştırmacılar bu sınırı "Ölüm Vadisi" olarak adlandırdılar.

     Araştırmacılar, elektronu atoma hem bağlı hem de bağlı olmayan ikili bir duruma sokmak, bu salınımları istedikleri gibi manipüle etmenin bir yolunu buldular. Bu onların doğrudan atomun elektronik yapısı üzerinde çalışmasını sağlar. Birkaç ayarlama ile fizikçiler elektronu çekirdekten kurtardılar ve sonra Walter Henneberger'in önerdiği gibi lazerin elektrik alanında yakaladılar. Jean-Pierre Wolf; "cm2 başına 100 trilyon watt lık bir elektriksel güç uygulayarak, Ölüm Vadisi eşiğinin ötesine geçebildik ve elektrik alanının etrafındaki düzenli salınımların döngüsünde elektronu yakalayabildik,” dedi.

     Jean-Pierre Wolf, “Bu bize, yeni elektron enerji seviyeleriyle, lazer alanı tarafından yerleştirilen yeni atomlar yaratma seçeneğini sağlıyor” diyor. "Daha önce bu ikili durumun yaratılmasının imkânsız olduğunu düşündük ve tam tersini kanıtladık. Ayrıca, bu tür durumlara yerleştirilen elektronların, lazer ışığını da artırabildiğini keşfettik. Bu, hava gibi gazlardaki yoğun lazerlerin yayılımı hakkındaki teoriler ve tahminlerde temel bir rol oynayacaktır ”diye ekledi.