本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
當光線照射到金屬（如銅或銀）時，電子會被激發。這些可激發的粒子反過來會改變電磁場，而電磁場正是許多技術人員利用的特性的來源，例如銅作為電導體所表現出的優異效能。
近年來，得益於超短雷射脈衝技術的進步，觀察電子變得更加容易，儘管量子力學的基本原理在這一尺度上仍然適用。量子力學及其波函式表明，人們可以觀察到電子的運動，但不可避免地會引入對其位置的不確定性，以及其他人們可能想要確定的關於電子的事實。而且，觀察到電子失去能量比觀察到電子獲得能量更為常見。但是，更好地理解入射光激發電子後會發生什麼，可能會有助於改進光伏器件或更好地設計使用光的電子系統，例如一些先進的計算機晶片。
現在，加州理工學院的一個研究團隊觀察到了電子的運動，建立了圖譜，顯示了銀和銅表面上激發電子的能量場隨時間的變化。科學家們使用電子顯微鏡，將光束聚焦在一個銀奈米粒子上，該粒子具有更大的石墨烯背襯，持續時間為一個飛秒（一秒的萬億分之一，或者真的、真的、*真的*非常短）。然後根據雷射脈衝和電子脈衝之間的時間延遲計算能量增益（或損失）。研究人員將這項技術稱為“超快光譜成像”，這個名稱實際上未能用語言捕捉到它的速度有多快。
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其目的是繪製出特定元素化合物的電子中能量獲得和損失的位置圖。這樣的圖譜顯示了激發電子的可能位置（甚至能量增益量），而不會揭示其他特性（因此使該發現符合海森堡不確定性原理）。例如，新的研究表明，三角形銀奈米粒子在其左邊界和右下角（由於粒子的厚度和邊緣尺寸小於入射光子的波長）獲得了最多的能量。超快技術接下來可以讓科學家們觀察分子的相互作用、粒子的特性，並最終觀察細胞的內部運作。對於一個超短的雷射脈衝來說，這已經很不錯了。
圖片來源：© iStockphoto.com / Tamer Yazici