فوتو یونش اتمها توسط لیزرهای دارای شدت بالا

در شناخت ساختار اتمها و مولکولها، طیف نمایی و مطالعه بر خوردهای اتمی، دو ابزار عمده هستند. از بررسی دقیق بر هم کنش اتمها و مولکولها با تابش الکترو مغناطیسی، اطلاعات فوق العاده زیادی در باره اتمها و مولکولها، هم در حالت طبیعی و هم در برخی حالتهای غیر طبیعی، فراهم شده است. تقریباً در تمام آزمایشهای رایج، میدان الکترو مغناطیسی حاصل از تابش آن چنان ضعیف است که خواص بنیادی اتمهای تحت بررسی را از بین نمی‌برد، و به همین علت غالباً در محاسبات از نظریه اختلال (پریشیدگی) استفاده می‌شود. ولی با پیش رفت سیستمهای جدید لیزری، میدانهایی چنان قوی فراهم آمده‌اند که می‌توانند اتمها را در زمان بسیار کوتاهی از هم بدرند. هنوز روشن نیست که این ویرانگری بر حسب نظریه‌های متداول قابل درک باشد یا نه.
یکی از جالبترین آزمایشها با کار برد لیزر اگزومر آرگون فلورید (Ar F) در دانشکاه ایلی نویز میشیگان انجام شده است. در این آزمایش، سیستم لیزری تنظیم پذیر فورانهایی با توان حد اکثر 4 گیگا وات در زمان ده پیکو ثانیه تولید می‌کند که می‌توان آنها را در مساحت تقریبی یک میلی متر مربع کانونی کرد و به شدتی در حدود 1015 وات بر سانتی متر مربع دست یافت. میدان الکتریکی ایجاد شده در کانون از مرتبه 1011 ولت بر متر است که اختلاف پتانسیلی در حدود بیست ولت در دو طرف یک اتم نوعی به وجود می‌آورد. تأثیر چنین میدانهایی می‌تواند فاجعه آمیز باشد؛ آزمایش نشان داده است که اتمهای آرگون در گازهای بسیار رقیق شش الکترون از هجده الکترون خود را از دست داده‌اند و اتمهایی از اورانیوم نیز با ده الکترون از دست رفته با استفاده از طیف سنجی جرمی، آشکار سازی شده‌اند. مشاهده اخیر بدان معناست که یک اتم منفرد دست کم نود و نه فوتون جذب می‌کند. جذب این همه فوتون بر پایه مدلهای نظری رایج قابل درک نیست.
بنا بر آزمایشهایی که قبلاً در اروپا انجام شده است، جذب انرژی توسط اتمها می‌تواند در زمانی بسیار کوتاهتر از دوام تپ لیزری صورت بگیرد. مطالعه انرژی الکترونهای گسیل شده از اتمهای زنون، در پی پرتو دهی لیزری آنها، نشان می‌دهد که میزان جذب انرژی در اتم زنون خیلی بیشتر از حد اقل لازم برای یونش بوده است. از آن جا که اتمها پس از بر انگیزش به ورای آستانه یونش معمولاً در کمتر از 10-14 ثانیه فرو پاشیده می‌شوند، انرژی اضافی باید در این مدت جذب شده باشد. این امر دال بر آن است که مقیاس زمانی فرایند یونش احتمالاً چند فمتو ثانیه است نه پیکو ثانیه. آزمایشگران می‌کوشیدند که چنین تپهای لیزری کوتاه مدتی تولید کنند، که در نتیجه آن فرصت اندازه گیری در مقیاس زمانی اتمی فراهم خواهد شد. در هر حال حتی با توجه به داده‌های موجود نیز روشن است که برای توصیف رفتار اتمها در چنین آزمایشهایی باید نظره‌های تازه‌ای تدوین کرد.