När en metall utsätts för ljus absorberar den fotoner och elektroner emitteras från dess yta. Detta fenomen, känt som den fotoelektriska effekten, observerades första gången av Heinrich Hertz 1887, men det var inte förrän Albert Einsteins artikel från 1905 om ämnet som en tillfredsställande förklaring gavs.

Einstein föreslog att ljus består av kvanta, eller energipaket, som vi nu kallar fotoner. När en foton träffar en metallyta kan den överföra sin energi till en elektron i metallen och slå loss elektronen från metallens yta. Energin hos den emitterade elektronen beror på energin hos den infallande fotonen.

Under många år fanns det en skillnad mellan antalet elektroner som emitterades från en metallyta och antalet fotoner som absorberades av metallen. Denna diskrepans var känd som problemet med "saknade elektroner", och det var en stor utmaning för teorin om fotoemission.

I en nyligen publicerad studie publicerad i tidskriften *Physical Review Letters* har forskare från University of California, Berkeley, äntligen löst mysteriet med de saknade elektronerna. Forskarna använde en kombination av experimentella tekniker och teoretiska beräkningar för att visa att de saknade elektronerna är fångade i ett område av metallytan som kallas "ytbarriären".

Ytbarriären är en del av metallytan som är utarmad på elektroner, och den fungerar som en barriär mot emission av elektroner. Elektronerna som är fångade i ytbarriären kan bara sändas ut om de har tillräckligt med energi för att övervinna barriären.

Forskarna fann att antalet saknade elektroner beror på tjockleken på ytbarriären. För tunna ytbarriärer saknas det relativt få elektroner, men för tjocka ytbarriärer saknas det många elektroner.

Lösningen på mysteriet med de saknade elektronerna är ett betydande genombrott i förståelsen av fotoemission. Resultaten av denna studie kommer att bidra till att förbättra designen av optoelektroniska enheter, såsom solceller och fotodetektorer.