德国弗莱堡大学物理研究所的Frank Stienkemeier和Lukas Bruder领导的研究小组观察到了稀有原子壳中电子的实时超快量子干涉或振荡模式。通过用特殊准备的激光脉冲激发稀有气体原子，然后使用新的测量技术跟踪原子的响应，科学家们能够观察到大约150阿秒内发生的振荡。吸收光会触发各种化学反应，例如分子中键的断裂。在吸收后的第一刻，电子在原子壳中的分布发生变化，从而显著影响随后的反应过程。由于使用可见激光脉冲的光谱技术尚不足以跟踪此类过程，因此研究人员目前正在开发紫外和X射线范围内的激光源和光谱技术。

激光脉冲在原子中产生并跟踪电子量子干扰。 图片来源：AG Stienkemeier

Stienkemeier的小组将相干泵浦光谱技术从可见光扩展到了紫外线范围，即X射线辐射和紫外线之间的光谱范围。为此，科学家们在意大利里雅斯特的FERMI自由电子激光器（FEL）上，准备了在极紫外范围内的两个超短激光脉冲序列。脉冲之间经过精确定义的时间间隔，彼此之间具有预定的相位关系。第一个脉冲称为泵浦过程，始于电子外壳。第二个脉冲是探测过程，它在稍后的时刻探测电子壳的状态。通过改变时间间隔和相位关系，研究人员可以得出关于电子壳中时间发展的结论。 “最大的挑战是实现对脉冲特性的精确控制并隔离弱信号，”负责该实验程序的研究人员安德烈亚斯·维特斯切克（Andreas Wituschek）说。

弗赖堡的物理学家研究了稀有的氩气。在氩气中，泵浦脉冲在原子壳内引起两个电子的特殊配置。这种构型分解，一个电子在很短的时间内离开原子，原子本身作为离子保留下来。现在，研究人员首次能够实时观察到电子离开原子时量子干扰的衰减。布鲁德说：“该实验为在极端紫外范围内的高能辐射选择性刺激后在原子和分子过程研究中的许多新应用铺平了道路。”

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