Hvor raskt er attosekundet?

Nobelprisen i fysikk i 2023 ble tildelt tre forskere for deres forskning på attosekundet, som kan føre til gjennombrudd innen elektronikk og kjemi.

De tre forskerne Pierre Agostini, Ferenc Krausz og Anne L'Huillier mottok Nobelprisen i fysikk for 2023. Foto: CNN

Det kongelige svenske vitenskapsakademiet annonserte at forskerne Pierre Agostini (55 år), Ferenc Krausz (61 år) og Anne L'Huillier (65 år) er mottakere av Nobelprisen i fysikk for 2023, for deres eksperimentelle metoder som bidrar til å lage attosekund lyspulser for å studere elektrondynamikk i materie, klokken 16:45 den 3. oktober ( Hanoi- tid).

Arbeidet deres med lasere gir forskere verktøy til å observere, og muligens til og med kontrollere, elektroner. Dette kan føre til gjennombrudd innen mange felt, som elektronikk og kjemi.

Et attosekund er en milliarddel av en milliarddel av et sekund. Enkelt sagt tilsvarer antallet attosekunder i et sekund antallet sekunder i hele universets historie på 13,8 milliarder år. Ifølge Hans Jakob Woerner, en forsker ved det sveitsiske føderale teknologiske instituttet (ETH Zürich), er attosekundet den korteste tidsperioden mennesker kan måle direkte.

Evnen til å operere innenfor denne tidsrammen er avgjørende fordi dette er hastigheten som elektroner – de vitale komponentene i et atom – opererer med. For eksempel tar det et elektron 150 attosekunder å bevege seg rundt kjernen til et hydrogenatom.

Dette betyr at studiet av attosekunder gir forskere tilgang til en grunnleggende prosess som tidligere var utenfor deres rekkevidde. Alle elektroniske enheter påvirkes av elektronenes bevegelse, og den nåværende hastighetsgrensen er nanosekunder, ifølge Woerner. Hvis mikroprosessorer ble konvertert til attosekunder, kunne det blitt mulig å behandle informasjon en milliard ganger raskere.

Et atom består av en kjerne som er bygd opp av protoner og nøytroner, omgitt av elektroner. (Bilde: Rost-9D/Getty)

Den svenske fysikeren av fransk opprinnelse, Anne L'Huillier, var den første som oppdaget et verktøy som ville låse opp attosekundets verden . Dette verktøyet bruker kraftige lasere for å generere lyspulser i ekstremt korte intervaller.

Franck Lepine, en forsker ved det franske instituttet for lys og materie som tidligere jobbet med L'Huillier, beskriver verktøyet som en film laget for elektroner. Han sammenligner det med arbeidet til to banebrytende franske filmskapere – brødrene Auguste og Louis Lumière – som konstruerte scener ved å ta en serie fotografier. Ifølge John Tisch, professor i laserfysikk ved Imperial College London, er det som en enhet med ekstremt raske lyspulser som kan skinnes på materialer for å samle informasjon om deres reaksjoner over den tiden.

Alle de tre vinnerne i går hadde tidligere verdensrekorden for den korteste lyspulsen. I 2001 skapte et forskerteam ledet av den franske vitenskapsmannen Pierre Agostini en lyspuls som bare varte i 250 attosekunder. L'Huilliers team slo den rekorden med 170 attosekunder i 2003. I 2008 reduserte den østerriksk-ungarske fysikeren Ferenc Krausz den med mer enn halvparten med en puls på 80 attosekunder.

Woerners forskerteam har for tiden Guinness verdensrekord for den korteste lyspulsen, med en varighet på 43 attosekunder. Woerner anslår at denne tiden kan reduseres ytterligere til bare noen få attosekunder med dagens teknologi.

Eksperter sier at attosekunderteknologi ennå ikke er utbredt, men fremtiden ser lovende ut. Til dags dato har forskere vært i stand til å bruke attosekunder primært til å observere elektroner. Å kontrollere elektroner og manipulere bevegelsen deres er fundamentalt sett fortsatt uoppnåelig, eller bare så vidt begynt å bli mulig, ifølge Woerner. Dette kan gjøre elektroniske enheter mye raskere og potensielt utløse en revolusjon innen kjemi.

«Vi vil ikke være begrenset til hva molekyler gjør naturlig, men i stedet kan vi skreddersy dem til våre behov», sa Woerner. Han la til at «attokjemi» kan føre til mer effektive solceller, eller til og med bruke lysenergi til å produsere rent drivstoff.

Thu Thao (ifølge AFP )

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