Milyen gyors az attoszekundum?

A 2023-as fizikai Nobel-díjat három tudós kapta az attoszekundummal kapcsolatos kutatásaikért, amelyek áttörést hozhatnak az elektronikában és a kémiában.

A három tudós, Pierre Agostini, Ferenc Krausz és Anne L'Huillier kapta a 2023-as fizikai Nobel-díjat. Fotó: CNN

A Svéd Királyi Tudományos Akadémia bejelentette, hogy Pierre Agostini (55 éves), Ferenc Krausz (61 éves) és Anne L'Huillier (65 éves) tudósok kapják a 2023-as fizikai Nobel-díjat az anyag elektrondinamikájának vizsgálatára szolgáló attoszekundumos fényimpulzusok létrehozásában segítő kísérleti módszereikért. A díjat október 3-án, hanoi idő szerint délután 4:45-kor kapták.

A lézerekkel végzett munkájuk eszközöket biztosít a tudósok számára az elektronok megfigyelésére, sőt akár szabályozására is. Ez áttörést hozhat számos területen, például az elektronikában és a kémiában.

Egy attoszekundum a másodperc egybilliomod része. Egyszerűbben fogalmazva, egy másodpercben lévő attoszekundumok száma megegyezik a világegyetem teljes 13,8 milliárd éves történetének másodperceinek számával. Hans Jakob Woerner, a Svájci Szövetségi Technológiai Intézet (ETH Zürich) kutatója szerint az attoszekundum a legrövidebb időtartam, amelyet az emberek közvetlenül meg tudnak mérni.

Az időkereten belüli működés képessége kulcsfontosságú, mivel ez az a sebesség, amellyel az elektronok – az atom létfontosságú alkotóelemei – működnek. Például egy elektronnak 150 attoszekundumra van szüksége ahhoz, hogy megkerülje egy hidrogénatom magját.

Ez azt jelenti, hogy az attoszekundumok tanulmányozása lehetővé teszi a tudósok számára, hogy hozzáférjenek egy olyan alapvető folyamathoz, amely korábban meghaladta a hatókörüket. Woerner szerint minden elektronikus eszközre hatással van az elektronok mozgása, és a jelenlegi sebességkorlát nanoszekundum. Ha a mikroprocesszorokat attoszekundumokká alakítanák, az információk milliárdszor gyorsabb feldolgozása válhatna lehetővé.

Egy atom egy protonokból és neutronokból álló atommagból áll, amelyet elektronok vesznek körül. (Kép: Rost-9D/Getty)

A francia származású svéd fizikus, Anne L'Huillier fedezte fel elsőként azt az eszközt, amely feltárta az attoszekundum világát . Ez az eszköz nagy teljesítményű lézereket használ, hogy rendkívül rövid időközönként fényimpulzusokat generáljon.

Franck Lepine, a Francia Fény- és Anyagtudományi Intézet kutatója, aki korábban L'Huillier-vel dolgozott együtt, az eszközt egy elektronok számára létrehozott filmhez hasonlítja. Két úttörő francia filmes – Auguste és Louis Lumière testvérek – munkájához hasonlítja, akik fényképsorozatok készítésével alkottak jeleneteket. John Tisch, a londoni Imperial College lézerfizika professzora szerint ez egy olyan eszköz, amely rendkívül gyors fényimpulzusokkal világíthatja meg az anyagokat, hogy információkat gyűjtsön a reakcióikról az adott idő alatt.

Mindhárom tegnapi győztes tartotta korábban a legrövidebb fényimpulzus világrekordját. 2001-ben egy Pierre Agostini francia tudós vezette kutatócsoport egy mindössze 250 attoszekundumos fényimpulzust hozott létre. L'Huillier csapata 2003-ban 170 attoszekundummal túlszárnyalta ezt a rekordot. 2008-ban Krausz Ferenc osztrák-magyar fizikus ezt több mint a felére csökkentette egy 80 attoszekundumos impulzussal.

Woerner kutatócsoportja jelenleg a legrövidebb fényimpulzus Guinness-rekordját tartja, 43 attoszekundum időtartammal. Woerner becslése szerint ez az idő a jelenlegi technológiával tovább csökkenthető néhány attoszekundumra.

A szakértők szerint az attoszekundumos technológia még nem elterjedt, de a jövő ígéretesnek tűnik. A tudósok eddig elsősorban elektronok megfigyelésére tudták használni az attoszekundumokat. Woerner szerint az elektronok irányítása és mozgásuk manipulálása alapvetően még mindig elérhetetlen, vagy csak most kezd megvalósíthatóvá válni. Ez sokkal gyorsabbá teheti az elektronikus eszközöket, és potenciálisan forradalmasíthatja a kémiát.

„Nem leszünk korlátozva arra, hogy a molekulák mit tesznek természetes módon, hanem azokat az igényeinknek megfelelően alakíthatjuk” – mondta Woerner. Hozzátette, hogy az „attokémia” hatékonyabb napelemekhez vezethet, vagy akár a fényenergia felhasználásával tiszta üzemanyagokat állíthat elő.

Thu Thao ( az AFP szerint)

Forráslink: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html