Ученые получили рекордно короткие импульсы света - «Наука и технологии»

Исследовательская группа из университета Центральной Флориды (University of Central Florida) продемонстрировала технологию, позволяющие получить рекордно короткие импульсы рентгеновского излучения, длительность которых составляет 53 аттосекунды. Отметим, что группа, возглавляемая профессором Зенгу Чангом (Zenghu Chang), побила свой собственный рекорд, установленный ими еще в 2012 году, который на то время составлял 67 аттосекунд.

Аттосекунда равна 10^-18 секунды или одну миллиардную одной миллиардной доли секунды. А за 53 аттосекунды свет успевает пройти расстояние, равное тысячной доле от толщины человеческого волоса. Подобно тому, как при помощи сверхскоростных камер можно сделать запись быстротекущих событий, таких, как попадание летящей пули в цель, при помощи аттосекундных импульсов света можно делать запись еще более быстрых событий, таких, как движение и взаимодействие электронов в атомах или молекулах.

Помимо того, что группе профессора Чанга удалось получить рекордно короткие импульсы рентгена, эти импульсы имели меньшую длину волны, нежели полученные ранее. Частота импульсов света находится в спектральной области так называемого "окна прозрачности воды" (water window), длины волны, активно поглощаемой атомами углерода и абсолютно прозрачной для воды.

Производство рекордно коротких аттосекундных импульсов стало возможным благодаря разработке и применению новых мощных оптических "драйверов", в роли которых выступают фемтосекундные лазеры, излучающие свет с большей длиной волны, и новые методы компрессии световых импульсов.

Полученные учеными короткие импульсы света уже приближаются к той длительности, которая позволит "осветить" процессы, в которых задействованы связанные электроны, перемещающиеся в среде различных материалов. Это, в свою очередь, позволит ученым разработать новые типы полупроводниковых материалов, на базе которых будут созданы чипы, имеющие в тысячи раз большее быстродействие, нежели используемые сегодня.

"Аттосекундные импульсы мягкого рентгеновского излучения могут использоваться для съемки процессов в живых клетках, в которых принимают участие биологические молекулы. Помимо этого, исследования движения электронов и других носителей электрического заряда, позволят нам найти более эффективные материалы для искусственного фотосинтеза, для солнечных батарей и для получения биологического топлива" - рассказывает профессор Чанг.