アト秒はどれくらい速いのでしょうか?

2023年のノーベル物理学賞は、電子工学と化学の飛躍的進歩につながる可能性のあるアト秒の研究で3人の科学者に授与された。

ピエール・アゴスティーニ、フェレンツ・クラウス、アンヌ・ルイリエの3人の科学者が2023年のノーベル物理学賞を受賞した。写真： CNN

スウェーデン王立科学アカデミーは、10月3日午後4時45分（ハノイ時間）、物質内の電子の動きを研究するためにアト秒光パルスを生成することに役立つ実験手法を開発した科学者、ピエール・アゴスティーニ（55歳）、フェレンツ・クラウス（61歳）、アンヌ・ルイリエ（65歳）の3名が2023年のノーベル物理学賞を受賞すると発表した。

レーザーを用いた彼らの研究は、科学者に電子を観察し、さらには制御するためのツールを提供します。これは、電子工学や化学など、多くの分野における画期的な進歩を促す可能性があります。

アト秒は10億分の1秒の10億分の1です。もっと簡単に言えば、1秒のアト秒数は、宇宙の138億年の歴史全体の秒数に相当します。スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETHチューリッヒ）の研究者ハンス・ヤコブ・ヴェルナー氏によると、アト秒は人間が直接測定できる最短の時間です。

この時間枠内で動作できる能力は非常に重要です。なぜなら、これは原子の重要な構成要素である電子が動作する速度だからです。例えば、電子が水素原子核の周りを一周するのに150アト秒かかります。

つまり、アト秒を研究することで、科学者はこれまで到達不可能だった基礎的なプロセスにアクセスできるようになるということです。すべての電子機器は電子の動きの影響を受けており、現在の速度限界はナノ秒だとワーナー氏は言います。マイクロプロセッサをアト秒単位に転換できれば、情報処理速度は10億倍も高速化される可能性があります。

原子は陽子と中性子からなる原子核と、それを取り囲む電子で構成されています。(画像: Rost-9D/Getty)

フランス生まれのスウェーデン人物理学者、アンヌ・ルイリエは、アト秒の世界の扉を開くツールを初めて発見しました。このツールは、高出力レーザーを用いて極めて短い間隔で光パルスを生成します。

フランス光物質研究所の研究者で、かつてルイリエと共同研究を行っていたフランク・レピーヌ氏は、この装置を電子のために作られた映画のようなものだと説明する。彼はこれを、一連の写真を撮ることでシーンを構築したフランスの先駆的な映画監督、オーギュスト・リュミエールとルイ・リュミエール兄弟の作品に​​例える。インペリアル・カレッジ・ロンドンのレーザー物理学教授、ジョン・ティッシュ氏によると、これは極めて高速な光パルスを物質に照射し、その時間における物質の反応に関する情報を得ることができる装置のようなものだという。

昨日の受賞者3人は、いずれもこれまで世界最短光パルスの記録を保持していました。2001年、フランスの科学者ピエール・アゴスティーニ率いる研究チームは、わずか250アト秒の光パルスを生成しました。リュイリエ率いるチームは2003年に170アト秒という記録を樹立し、この記録を塗り替えました。2008年には、オーストリア・ハンガリー帝国出身の物理学者フェレンツ・クラウスが80アト秒の光パルスを生成し、この記録を半分以下に縮めました。

ウォーナー氏の研究チームは現在、43アト秒という世界最短の光パルスのギネス世界記録を保持している。ウォーナー氏は、現在の技術を用いれば、この時間をさらに数アト秒まで短縮できると見積もっている。

専門家によると、アト秒技術はまだ普及していないものの、将来は有望だ。これまで、科学者はアト秒を主に電子の観測に利用してきた。電子の制御と運動の操作は、根本的にまだ実現不可能か、実現が始まったばかりだとウォーナー氏は述べている。この技術は電子機器の速度を大幅に向上させ、化学に革命をもたらす可能性を秘めている。

「分子の自然な働きに限定されるのではなく、私たちのニーズに合わせて分子をカスタマイズできるようになるでしょう」とウォーナー氏は述べた。さらに、「アト化学」はより効率的な太陽電池の開発や、光エネルギーを利用したクリーンな燃料の生産につながる可能性もあると付け加えた。

トゥー・タオ（ AFP通信による）

ソースリンク: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html