Nghiên cứu dựa trên vật liệu strontium titanate (SrTiO3) do một nhóm khoa học gia Trung Quốc dẫn đầu được tuyên bố là có thể viết lại lý thuyết giải thích hiệu ứng quang điện đoạt giải Nobel của nhà bác học Albert Einstein.
Theo tờ South China Morning Post, lý thuyết của Einstein được mô tả lần đầu trong bài báo xuất bản vào tháng 3-1905, giải thích hiệu ứng quang điện: Khi ánh sáng chiếu vào vật liệu cụ thể, các electron có thể được phát ra từ bề mặt của nó.
Hiện tượng này đã giúp con người hiểu được bản chất lượng tử của ánh sáng và điện tử.
Vật liệu SrTiO3 hứa hẹn đưa tới những ứng dụng thú vị – (Ảnh: He Ruihua).
Một thế kỷ trôi qua và lý thuyết này đã trở thành nền tảng cho nhiều công nghệ hiện đại dựa trên việc phát hiện ánh sáng hoặc tạo ra chùm tia điện tử. Chùm điện tử năng lượng cao đã được sử dụng rộng rãi để phân tích cấu trúc tinh thể, điều trị ung thư, diệt vi khuẩn và hợp kim máy.
Tuy nhiên, hầu hết vật liệu chuyển đổi photon thành electron, được gọi là photocathode đều có một khuyết điểm: Các electron mà chúng tạo ra bị phân tán theo góc và tốc độ.
Bằng cách sử dụng một vật liệu mới, nhà nghiên cứu He Ruihua từ trường Đại học Westlake (Hàng Châu, Chiết Giang – Trung Quốc) và các cộng sự Nhật Bản, Mỹ đã vượt qua lớp phòng thủ và thu được các electron tập trung.
Cụ thể, SrTiO3, một vật liệu lượng tử mới mẻ với vô số đặc tính thú vị đã được kích thích và tạo ra các chùm electron có tính nhất quán.
“Sự gắn kết rất quan trọng đối với chùm tia, nó tập trung dòng chảy giống như một đường ống trên vòi. Không có đường ống, nước sẽ phun khắp nơi khi vòi mở rộng. Với sự nhất quán mà chúng tôi có được, chúng tôi có thể tăng cường độ chùm tia trong khi vẫn duy trì hướng của nó” – đồng tác giả Hong Caiyun nói.
“Hiệu suất đặc biệt này cho thấy khái niệm vật lý mới vượt ra ngoài khuôn khổ lý thuyết đã được thiết lập tốt cho quá trình quang hóa”, tiến sĩ Hong tiếp lời.
Các phát hiện cơ bản đã được gửi cho tạp chí khoa học Nature, đang chờ bình duyệt chính thức.
Trong khi đó, giáo sư He cho biết thêm: “Chúng tôi đã đưa ra lời giải thích như một phần bổ sung cho khung lý thuyết ban đầu của Einstein. Nó nằm trong một bài báo khác đang được xem xét ngay bây giờ”.
Phát hiện này sẽ mở ra triển vọng mới cho các ứng dụng đòi hỏi chùm điện tử cường độ cao.