Quão rápido é um attossegundo?

O Prêmio Nobel de Física de 2023 foi concedido a três cientistas por pesquisas sobre attossegundos, que podem levar a avanços significativos na eletrônica e na química.

Três cientistas, Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L'Huillier, receberam o Prêmio Nobel de Física de 2023. Foto: CNN

A Real Academia Sueca de Ciências anunciou que os cientistas Pierre Agostini (55 anos), Ferenc Krausz (61 anos) e Anne L'Huillier (65 anos) são os vencedores do Prêmio Nobel de Física de 2023, por seus métodos experimentais para criar pulsos de luz de attossegundos para estudar a dinâmica dos elétrons na matéria, às 16h45 do dia 3 de outubro (horário de Hanói ).

O trabalho deles com lasers fornece aos cientistas as ferramentas para observar e até mesmo controlar elétrons, o que pode levar a avanços em áreas tão diversas quanto a eletrônica e a química.

Um attossegundo é um bilionésimo de bilionésimo de segundo. Para se ter uma ideia, há tantos attossegundos em um segundo quantos segundos existiram em toda a história de 13,8 bilhões de anos do universo. De acordo com Hans Jakob Woerner, pesquisador do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH Zurich), o attossegundo é o menor intervalo de tempo que os humanos podem medir diretamente.

A capacidade de operar nessa escala de tempo é importante porque essa é a velocidade com que os elétrons – os componentes essenciais dos átomos – operam. Por exemplo, um elétron leva 150 attossegundos para dar uma volta completa ao redor do núcleo de um átomo de hidrogênio.

Isso significa que o estudo de attossegundos dá aos cientistas acesso a um processo fundamental que antes estava fora de alcance. Todos os dispositivos eletrônicos são afetados pelo movimento de elétrons, e o limite de velocidade atual é de nanossegundos, de acordo com Woerner. Se os microprocessadores fossem convertidos para attossegundos, seria possível processar informações um bilhão de vezes mais rápido.

Um átomo consiste em um núcleo composto por prótons e nêutrons, rodeado por elétrons. Foto: Rost-9D/Getty

A física sueca de origem francesa Anne L'Huillier foi a primeira a desenvolver uma ferramenta para desvendar o mundo dos attossegundos, usando um laser de alta potência para criar pulsos de luz em intervalos extremamente curtos.

Franck Lepine, pesquisador do Instituto Francês da Luz e da Matéria que trabalhou com L'Huillier, descreve o dispositivo como um filme feito para elétrons. Ele o compara ao trabalho de dois cineastas franceses pioneiros, os irmãos Auguste e Louis Lumière, que construíam cenas tirando fotografias sucessivas. John Tisch, professor de física de lasers no Imperial College London, afirma que é como um dispositivo que usa pulsos de luz extremamente rápidos para atingir materiais e obter informações sobre seu comportamento durante esse período.

Os três vencedores do prêmio de ontem já detiveram o recorde mundial de pulso de luz mais curto. Em 2001, a equipe do cientista francês Pierre Agostini criou um pulso com duração de apenas 250 attossegundos. A equipe de L'Huillier superou esse recorde com 170 attossegundos em 2003. Em 2008, o físico austro-húngaro Ferenc Krausz reduziu esse número em mais da metade, com um pulso de 80 attossegundos.

A equipe de Woerner detém atualmente o recorde mundial do Guinness para o pulso de luz mais curto, com 43 attossegundos. A duração poderia ser ainda mais reduzida para apenas alguns attossegundos com a tecnologia atual, estima Woerner.

A tecnologia de attossegundos ainda não é amplamente utilizada, mas o futuro parece promissor, dizem os especialistas. Até agora, os cientistas conseguiram usar attossegundos principalmente para observar elétrons. Controlar elétrons e seus movimentos ainda não é possível, ou está apenas começando a ser, de acordo com Woerner. Isso poderia tornar a eletrônica muito mais rápida e desencadear uma revolução na química.

“Não estaríamos limitados ao que as moléculas fazem naturalmente, mas poderíamos adaptá-las às nossas necessidades”, disse Woerner. “A química de átomos”, acrescentou, poderia levar a células solares mais eficientes ou até mesmo usar a energia da luz para produzir combustíveis limpos.

Thu Thao (Segundo a AFP )

Link da fonte: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html