Artiklen omhandler en proces, som tidligere er blevet foreslået teoretisk, og først for nylig er det lykkedes M. Mudrich og kolleger at observere den i eksperimenter udført ved på ASTRID2 synkrotron.

Resultaterne vil forhåbentlig bidrage til bedre at forstå, hvordan ioniserende stråling forårsager skade i stoffet, hvilket er grundlaget for at udtænke bedre strålebeskyttelses- og strålebehandlingsmetoder.

Heliumatomer, hvori de to elektroner exciteres samtidigt af én foton, er blevet grundigt undersøgt i mange år, da de repræsenterer et paradigmesystem for såkaldte Fano-resonanser. Det er resonanser i absorptionstværsnittet af et atom, molekyle eller nanopartikel højt oppe over tærskel for dens enkelte ionisering. Den velkendte asymmetriske linjeform af en Fano-resonans er resultatet af kvanteinterferensen af to veje, der fører fra den fælles begyndelsestilstand (heliumatomet i grundtilstand) til den samme sluttilstand (en heliumion og en fri elektron). Den ene vej er den dobbelte excitation efterfulgt af autoionisering af heliumatomet (det spontane henfald af en elektron til grundtilstand og emission af den anden elektron), hvorimod den anden vej er den direkte fotoionisering à la Einstein.

Autoionisering af den laveste af de dobbelt exciterede tilstande af helium er en ultrahurtig proces, som kun varer 17 femtosekunder. Det er derfor desto mere forbløffende, at når det dobbelt exciterede heliumatom er indlejret i en helium nanodråbe, begynder en anden proces at konkurrere med autoionisering.

Denne proces - Interatomic Coulombic Decay (ICD) - blev først teoretisk foreslået af Cederbaum i 1997 og er siden blevet observeret i mange forskellige svagt bundne atomare og molekylære systemer, herunder vand og vandbundne biomolekyler. I denne særlige variant af ICD henfalder en af de to exciterede elektroner i heliumatomet tilbage til grundtilstanden, og den frigivne energi overføres til et naboheliumatom, som dermed ioniseres.

Læs mere: