Fotoinducerad elektronöverföring är central för många fysiska processer, till exempel vid magnetisering av material. Strävan efter att förstå och kontrollera denna ultrasnabba process har länge förföljts förgäves, utan svar på frågan om elektroner inducerar atomrörelse, eller tvärtom.

För att svara på denna fråga, atomekvivalenten till paradoxen för kycklingen och ägget, ett konsortium av forskare under ledning av Institute of Physics i Rennes (CNRS/Université de Rennes 1) använde en röntgenlaser (X-FEL) belägen i Stanford.

Detta senaste generationens instrument kan observera, i realtid, elektroner och atomer som utgör materia. I det studerade systemet, experiment visade att ljus utlöser den ultrasnabba förvrängningen av koboltatoms molekylstruktur. Detta leder till överföring av järnatomer mot koboltatomer, vilket gör systemet magnetiskt.

Denna forskning, publicerad i Naturkemi den 7 december, 2020, visar att det är möjligt att skilja mellan atomrörelsens elektroniska dynamik på skalan av en tiondel av en miljonedel av en sekund (eller 100 femtosekunder).

Detta öppnar vägen för utvecklingen av en vetenskap som kan styra material genom ljus.