Насколько быстр Attosecond?

Нобелевская премия по физике 2023 года присуждена трем ученым за работу над аттосекундами, которая может привести к прорывам в электронике и химии.

Три учёных: Пьер Агостини, Ференц Краус и Анн Люлье — получили Нобелевскую премию по физике 2023 года. Фото: CNN

Королевская шведская академия наук объявила в 16:45 3 октября (по ханойскому времени), что ученые Пьер Агостини (55 лет), Ференц Краус (61 год) и Энн Люйе (65 лет) стали лауреатами Нобелевской премии по физике 2023 года за их экспериментальные методы создания аттосекундных световых импульсов для изучения динамики электронов в веществе.

Их работа с лазерами даёт учёным инструменты для наблюдения и даже управления электронами. Это может привести к прорывам в таких разных областях, как электроника и химия.

Аттосекунда равна одной миллиардной миллиардной доли секунды. Для сравнения: в секунде столько же аттосекунд, сколько секунд было за всю 13,8 миллиарда лет истории Вселенной. По словам Ханса Якоба Вернера, исследователя из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, аттосекунда — это самый короткий промежуток времени, который человек может измерить напрямую.

Способность действовать в этом временном интервале важна, поскольку именно с такой скоростью движутся электроны – важнейшие компоненты атомов. Например, электрон совершает оборот вокруг ядра атома водорода за 150 аттосекунд.

Это означает, что изучение аттосекунд даёт учёным доступ к фундаментальному процессу, который ранее был недоступен. Движение электронов влияет на каждое электронное устройство, и, по словам Вернера, текущий предел скорости составляет наносекунды. Если бы микропроцессоры были переведены на аттосекунды, обработка информации могла бы быть в миллиард раз быстрее.

Атом состоит из ядра, состоящего из протонов и нейтронов, окружённого электронами. Фото: Rost-9D/Getty

Шведский физик французского происхождения Анн Люлье стала первой, кто разработал прибор, открывший мир аттосекунд. Прибор использует мощный лазер для создания световых импульсов с чрезвычайно короткими интервалами.

Франк Лепин, исследователь из Французского института света и материи, работавший с Л’Юлье, описывает устройство как фильм, созданный для электронов. Он сравнивает его с работой двух пионеров французского кинематографа, братьев Огюста и Луи Люмьер, которые создавали сцены, снимая последовательные фотографии. Джон Тиш, профессор лазерной физики в Имперском колледже Лондона, говорит, что это устройство похоже на устройство, которое использует сверхбыстрые световые импульсы для воздействия на материалы и получения информации об их поведении в течение этого времени.

Все три лауреата вчерашней премии ранее устанавливали мировой рекорд по самому короткому световому импульсу. В 2001 году группа французского учёного Пьера Агостини создала световой импульс длительностью всего 250 аттосекунд. В 2003 году группа Люлье превзошла этот рекорд, создав импульс длительностью 170 аттосекунд. В 2008 году австрийско-венгерский физик Ференц Краус превзошёл этот рекорд более чем вдвое, создав импульс длительностью 80 аттосекунд.

Команда Вернера в настоящее время удерживает мировой рекорд Гиннесса по самому короткому световому импульсу — 43 аттосекунды. По оценкам Вернера, с помощью современных технологий длительность импульса можно сократить до нескольких аттосекунд.

Аттосекундная технология пока не получила широкого распространения, но, по словам экспертов, её будущее выглядит многообещающим. До сих пор учёным удавалось использовать аттосекунды в основном для наблюдения за электронами. По словам Вернера, управление электронами и их движением пока невозможно или только начинает становиться возможным. Это может значительно ускорить электронику и вызвать революцию в химии.

«Мы не будем ограничиваться тем, что делают молекулы естественным образом, а сможем адаптировать их к нашим потребностям», — сказал Вернер. «Аттохимия», — добавил он, может привести к созданию более эффективных солнечных элементов или даже к использованию энергии света для производства чистого топлива.

Тху Тао (по данным AFP )

Ссылка на источник: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html