Фізики встановили світовий рекорд, отримавши найшвидший у світі рентгенівський імпульс світла

Дослідники з Університету Центральної Флориди побили світовий рекорд, продемонструвавши найшвидший світловий імпульс – 53-аттосекундний рентгенівський імпульс. Щоб пояснити цю цифру в якійсь перспективі, “аттосекунда” – це одна квінтильйонна частина секунди. За 53 аттосекунди світло (а воно не є швидкісним) проходить шлях, менший за одну тисячну діаметру людської волосини.

Подібно до того, як високошвидкісні камери здатні записувати надповільне відео зазвичай швидких подій, аттосекундні світлові імпульси дозволяють вченим робити чіткі зображення електронів, що швидко рухаються в атомах і молекулах.

“Аттосекундна наука почала революцію в 2001 році”, – розповів Digital Trends професор фізики Університету Центральної Флориди Зенху Чанг (Zenghu Chang). “У тому році вперше були експериментально продемонстровані аттосекундні світлові імпульси. В останні 16 років аттосекундні імпульси генеруються в основному шляхом взаємодії інтенсивних фемтосекундних титан-сапфірових лазерів з інертними газами, процес називається генерацією гармонік високого порядку. Однією з проблем для застосування є спектральний діапазон енергії фотонів, який охоплюють аттосекундні імпульси. Аттосекундне світло, що генерується за допомогою Ti:сапфірових лазерів з центром на 800 нанометрів в якості драйвера HHG, знаходиться в крайній ультрафіолетовій області електромагнітної хвилі. У даній роботі використовувався довгохвильовий лазер з центром на довжині хвилі 1700 нм, що дозволяє генерувати аттосекундне м’яке рентгенівське випромінювання. Спектральний діапазон у 2 рази ширший, ніж той, що був досягнутий за допомогою титан-сапфірових лазерів”.

Окрім права похвалитися на наступному аттосекундному змішувачі напоїв, демонстрація важлива тим, що використовуваний спектр досягає вуглецевого K-краю, нижньої межі так званого “водного вікна”, що відкриває двері для вивчення аттосекундного процесу з використанням переходів з ядра на валентний рівень в атомах і молекулах. З точки зору практичного застосування, ця робота може бути використана для кращого розуміння таких процесів, як фотосинтез, що може призвести до створення досконаліших сонячних панелей. Вона також може призвести до створення більш швидких комп’ютерних чіпів завдяки вивченню електронних процесів у твердотільних матеріалах.

То як же тримаються ті, хто побив попередній аттосекундний рекорд світлового імпульсу? Насправді досить непогано. Рекорд 2012 року також був встановлений лабораторією Чанга – 67-аттосекундний екстремальний імпульс ультрафіолетового світла.

Чи зможе він побити свій рекорд ще раз? “Це, безумовно, одна з наших дослідницьких цілей”, – сказав він. “Наступна віха – 24 аттосекунди, одиниця часу в фізиці атома. Важливо також розширити спектральний діапазон аттосекундного світла до жорсткого рентгенівського випромінювання, яке підтримує ще коротші імпульси. Само собою зрозуміло, що існує багато технічних викликів, [що] добре для нових студентів.

Source: digitaltrends.com