อัตโตวินาทีมีความเร็วเท่าไหร่?

[โฆษณา_1]

รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2023 มอบให้แก่ นักวิทยาศาสตร์ สามท่านสำหรับการวิจัยเกี่ยวกับอนุภาคระดับแอตโตวินาที ซึ่งอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านอิเล็กทรอนิกส์และเคมี

นักวิทยาศาสตร์ทั้งสามคน ได้แก่ ปิแอร์ อากอสติโน, เฟเรนซ์ คราอุสซ์ และแอนน์ ลูฮิลลิเยร์ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2023 ภาพ: CNN — นักวิทยาศาสตร์ทั้งสามคน ได้แก่ ปิแอร์ อากอสติโน, เฟเรนซ์ คราอุสซ์ และแอนน์ ลูฮิลลิเยร์ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2023 ภาพ: *CNN*

ราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดนประกาศเมื่อเวลา 16:45 น. ของวันที่ 3 ตุลาคม (ตามเวลาฮานอย) ว่านักวิทยาศาสตร์ ปิแอร์ อากอสติโน (อายุ 55 ปี), เฟเรนซ์ คราอุสซ์ (อายุ 61 ปี) และแอนน์ ลูฮิลลิเยร์ (อายุ 65 ปี) เป็นผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2023 จากวิธีการทดลองที่ช่วยสร้างพัลส์แสงระดับแอตโตวินาทีเพื่อศึกษาพลศาสตร์ของอิเล็กตรอนในสสาร

งานวิจัยเกี่ยวกับเลเซอร์ของพวกเขามอบเครื่องมือให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกต และอาจควบคุมอิเล็กตรอนได้ ซึ่งอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าในหลายสาขา เช่น อิเล็กทรอนิกส์และเคมี

อัตโตวินาที คือหนึ่งในพันล้านล้านส่วนของวินาที พูดให้เข้าใจง่ายขึ้นก็คือ จำนวนอัตโตวินาทีในหนึ่งวินาที เทียบเท่ากับจำนวนวินาทีในประวัติศาสตร์ทั้งหมดของจักรวาลที่มีอายุ 13.8 พันล้านปี ฮันส์ ยาคอบ เวอร์เนอร์ นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธรัฐสวิส (ETH Zurich) กล่าวว่า อัตโตวินาทีเป็นช่วงเวลาที่สั้นที่สุดที่มนุษย์สามารถวัดได้โดยตรง

ความสามารถในการทำงานภายในกรอบเวลาดังกล่าวมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากนี่คือความเร็วที่อิเล็กตรอน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของอะตอม ทำงาน ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอนใช้เวลา 150 อัตโตวินาทีในการเดินทางรอบนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน

นี่หมายความว่าการศึกษาหน่วยแอตโตวินาทีช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าถึงกระบวนการพื้นฐานที่ก่อนหน้านี้อยู่นอกเหนือขอบเขตของพวกเขาได้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดได้รับผลกระทบจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน และความเร็วสูงสุดในปัจจุบันอยู่ที่ระดับนาโนวินาที ตามที่เวิร์นเนอร์กล่าว หากไมโครโปรเซสเซอร์ถูกแปลงเป็นหน่วยแอตโตวินาที การประมวลผลข้อมูลได้เร็วขึ้นเป็นพันล้านเท่าก็อาจเป็นไปได้

อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งทำมาจากโปรตอนและนิวตรอนที่โคจรรอบอิเล็กตรอน ภาพ: Rost-9D/Getty — อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งทำจากโปรตอนและนิวตรอน ล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอน (ภาพ: *Rost-9D/Getty)*

แอนน์ ลูฮิลลิเยร์ นักฟิสิกส์ชาวสวีเดนเชื้อสายฝรั่งเศส เป็นคนแรกที่ค้นพบเครื่องมือที่จะเปิดโลก ทัศน์ ใหม่เกี่ยวกับหน่วยแอตโตวินาที เครื่องมือนี้ใช้เลเซอร์กำลังสูงในการสร้างพัลส์แสงในช่วงเวลาสั้นมาก

Franck Lepine นักวิจัยจากสถาบันแสงและสสารแห่งฝรั่งเศส ซึ่งเคยทำงานร่วมกับ L'Huillier มาก่อน อธิบายเครื่องมือนี้ว่าเหมือนกับฟิล์มที่สร้างขึ้นสำหรับอิเล็กตรอน เขาเปรียบเทียบกับผลงานของสองผู้สร้างภาพยนตร์ชาวฝรั่งเศสผู้บุกเบิก คือสองพี่น้อง Auguste และ Louis Lumière ที่สร้างฉากต่างๆ โดยการถ่ายภาพต่อเนื่องกันหลายภาพ John Tisch ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์เลเซอร์แห่ง Imperial College London กล่าวว่า มันเหมือนกับอุปกรณ์ที่มีพัลส์แสงความเร็วสูงมาก ซึ่งสามารถฉายไปยังวัสดุต่างๆ เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับปฏิกิริยาของวัสดุเหล่านั้นในช่วงเวลาดังกล่าว

ผู้ชนะทั้งสามคนเมื่อวานนี้เคยครองสถิติโลกสำหรับพัลส์แสงที่สั้นที่สุดมาก่อน ในปี 2001 ทีมวิจัยที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ปิแอร์ อากอสติโน สร้างพัลส์แสงที่มีระยะเวลาเพียง 250 อัตโตวินาที ทีมของลฮุยลิเยร์ทำลายสถิตินั้นด้วยพัลส์ 170 อัตโตวินาทีในปี 2003 และในปี 2008 นักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย-ฮังการี เฟเรนซ์ คราอุสซ์ ลดสถิตินั้นลงไปมากกว่าครึ่งด้วยพัลส์ 80 อัตโตวินาที

ปัจจุบันทีมวิจัยของเวิร์นเนอร์ครองสถิติโลกกินเนสส์สำหรับพัลส์แสงที่สั้นที่สุด ด้วยระยะเวลา 43 อัตโตวินาที เวิร์นเนอร์คาดการณ์ว่าเวลาดังกล่าวอาจลดลงเหลือเพียงไม่กี่อัตโตวินาทีด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบัน

ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าเทคโนโลยีระดับแอตโตวินาทียังไม่แพร่หลาย แต่ในอนาคตดูมีอนาคตที่สดใส ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถใช้แอตโตวินาทีในการสังเกตอิเล็กตรอนเป็นหลัก การควบคุมอิเล็กตรอนและการจัดการการเคลื่อนที่ของพวกมันยังคงเป็นไปไม่ได้โดยพื้นฐาน หรือเพิ่งเริ่มต้นที่จะทำได้ ตามที่เวิร์นเนอร์กล่าวไว้ สิ่งนี้อาจทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานได้เร็วขึ้นมากและอาจก่อให้เกิดการปฏิวัติในวงการเคมีได้

"เราจะไม่ถูกจำกัดอยู่แค่สิ่งที่โมเลกุลทำตามธรรมชาติ แต่จะสามารถปรับแต่งพวกมันให้ตรงกับความต้องการของเราได้" เวอร์เนอร์กล่าว เขากล่าวเสริมว่า "เคมีเชิงอะตอม" อาจนำไปสู่เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น หรือแม้กระทั่งใช้พลังงานแสงในการผลิตเชื้อเพลิงสะอาด

ทูเถา (ตามรายงานของ AFP )

[โฆษณา_2]
ลิงก์แหล่งที่มา