慢电子被用于癌症治疗和微电子学，然而，很难观察到它们在固体中的行为。但是现在，维也纳工业大学的科学家们让这成为了可能。

电子的行为会因能量的多少而大不相同。当电子，无论是高能量还是低能，被射入固体时，它们会产生各种各样的效应。低能电子可以促进癌症的发展，但它们也可以被用来摧毁肿瘤。它们在技术上也很重要，例如用于生产微电子中的微小结构。

然而，这些慢电子是极难测量的。关于它们在固体材料中的行为的知识是有限的，科学家们往往只能依靠试验和错误。然而，维也纳工业大学现在已经成功地获得了关于这些电子行为的有价值的新信息：快电子被用来直接在材料中产生慢电子。这使得以前在实验中无法获得的细节得以破译。该方法现已发表在《物理评论快报》杂志上。

同时有两种电子

“我们对慢电子在材料内部的作用很感兴趣，例如在晶体或活细胞内部，”来自维也纳工业大学应用物理研究所的沃尔夫冈·维尔纳教授说。“为了找到答案，你实际上必须直接在材料中建立一个小型实验室，以便能够直接在现场进行测量。当然，这是不可能的。”

你只能测量从材料中释放出来的电子，但这并不能告诉你它们在材料中的什么地方被释放，以及从那以后它们发生了什么。维也纳工业大学的研究小组在快速电子的帮助下解决了这个问题，这些电子可以穿透材料并在那里刺激各种过程。例如，这些快速电子会扰乱材料正负电荷之间的平衡，从而导致另一个电子从原来的位置分离出来，以相对较低的速度移动，在某些情况下会从材料中逃逸。

现在的关键步骤是同时测量这些不同的电子：一方面，研究人员将一个电子射入材料中，并在它再次离开时测量它的能量。另一方面，研究人员也测量了哪些慢电子同时从材料中出来。通过结合这些数据，就有可能获得以前无法获得的信息。

不是疯狂的瀑布，而是一系列的碰撞

快速电子在穿过材料的过程中损失的能量，提供了它穿透材料的深度的信息。这反过来又提供了关于较慢的电子从其位置释放的深度的信息。

这些数据现在可以用来计算材料中的慢电子释放能量的程度和方式。这一数值理论第一次得到了可靠的验证。

这导致了一个惊喜 —— 之前人们认为材料中的电子释放是级联的：一个快速的电子进入材料并撞击另一个电子，然后另一个电子被从原来的位置撕裂，导致两个电子移动。这两个电子会从原来的位置上移走另外两个电子，以此类推。新的数据表明这是不正确的：相反，快速的电子经历了一系列的碰撞，但总是保留了很大一部分能量，只有一个相对较慢的电子在每次相互作用中脱离了它的位置。

沃尔夫冈·维尔纳表示：“我们的新方法在非常不同的领域提供了机会。我们现在终于可以研究电子在与材料相互作用时如何释放能量。例如，正是这种能量决定了肿瘤细胞能否在癌症治疗中被摧毁，或者半导体结构的最精细细节能否在电子束光刻中正确形成。”

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