Яка швидкість триває аттосекунда?

Нобелівську премію з фізики 2023 року було присуджено трьом вченим за дослідження аттосекунди, яке може призвести до проривів в електроніці та хімії.

Троє вчених П'єр Агостіні, Ференц Краус та Анн Л'Юйє отримали Нобелівську премію з фізики за 2023 рік. Фото: CNN — Троє вчених П'єр Агостіні, Ференц Краус та Анн Л'Юйє отримали Нобелівську премію з фізики за 2023 рік. Фото: *CNN*

Королівська шведська академія наук оголосила, що вчені П'єр Агостіні (55 років), Ференц Краус (61 рік) та Анн Л'Юйє (65 років) стали лауреатами Нобелівської премії з фізики 2023 року за їхні експериментальні методи, що допомагають створювати атосекундні світлові імпульси для вивчення динаміки електронів у речовині, 3 жовтня о 16:45 ( за ханойським часом).

Їхня робота з лазерами надає вченим інструменти для спостереження та, можливо, навіть керування електронами. Це може призвести до проривів у багатьох галузях, таких як електроніка та хімія.

Атосекунда — це одна мільярдна мільярдна частка секунди. Простіше кажучи, кількість атосекунд у секунді еквівалентна кількості секунд за всю 13,8 мільярда років історії Всесвіту. За словами Ганса Якоба Вернера, дослідника Швейцарського федерального технологічного інституту (ETH Zurich), атосекунда — це найкоротший період часу, який людина може безпосередньо виміряти.

Здатність функціонувати в межах цього часу є критично важливою, оскільки саме з такою швидкістю працюють електрони — життєво важливі компоненти атома. Наприклад, електрону потрібно 150 атосекунд, щоб обійти ядро атома водню.

Це означає, що вивчення атосекунд дозволяє вченим отримати доступ до фундаментального процесу, який раніше був для них недосяжним. За словами Вернера, на всі електронні пристрої впливає рух електронів, а поточна межа швидкості становить наносекунди. Якби мікропроцесори були перетворені на атосекундні, обробка інформації могла б стати можливою в мільярд разів швидше.

Атом складається з ядра, що складається з протонів і нейтронів, що обертаються навколо електронів. Фото: Rost-9D/Getty — Атом складається з ядра, що складається з протонів і нейтронів, оточеного електронами. (Зображення: *Rost-9D/Getty)*

Шведська фізикиня французького походження Анн Л'Юйє першою відкрила інструмент, який дозволив би розкрити світ атосекунди. Цей інструмент використовує потужні лазери для генерації імпульсів світла за надзвичайно короткі інтервали.

Франк Лепін, дослідник Французького інституту світла та матерії, який раніше працював з Л'Юйє, описує цей інструмент як плівку, створену для електронів. Він порівнює його з роботою двох французьких кінематографістів-піонерів – братів Огюста та Луї Люм'єрів – які створювали сцени, роблячи серію фотографій. За словами Джона Тіша, професора лазерної фізики в Імперському коледжі Лондона, це схоже на пристрій з надзвичайно швидкими імпульсами світла, які можна спрямовувати на матеріали, щоб зібрати інформацію про їхні реакції протягом цього часу.

Усі троє переможців вчора раніше встановили світовий рекорд за найкоротший світловий імпульс. У 2001 році дослідницька група під керівництвом французького вченого П'єра Агостіні створила світловий імпульс тривалістю всього 250 атосекунд. Команда Л'Юйльє перевершила цей рекорд, створивши 170 атосекунд у 2003 році. У 2008 році австро-угорський фізик Ференц Крауш скоротив цей показник більш ніж вдвічі, створивши імпульс тривалістю 80 атосекунд.

Дослідницька група Вернера наразі є учасником Книги рекордів Гіннеса за найкоротший світловий імпульс тривалістю 43 атосекунди. Вернер оцінює, що за допомогою сучасних технологій цей час можна скоротити до кількох атосекунд.

Експерти кажуть, що технологія атосекунд ще не набула широкого поширення, але майбутнє виглядає багатообіцяючим. На сьогоднішній день вчені можуть використовувати атосекунди переважно для спостереження за електронами. За словами Вернера, керування електронами та маніпулювання їхнім рухом принципово все ще недосяжне або лише починає ставати можливим. Це може зробити електронні пристрої набагато швидшими та потенційно спричинити революцію в хімії.

«Ми не будемо обмежуватися тим, що молекули роблять природним чином, а натомість зможемо адаптувати їх до наших потреб», – сказав Вернер. Він додав, що «атто-хімія» може призвести до створення ефективніших сонячних елементів або навіть використовувати світлову енергію для виробництва чистого палива.

Ту Тао (за даними AFP )

Посилання на джерело