Nan yon anons moman sou aswè a nan, 3 oktòb 2023, yo te pri Nobel nan Fizik pou ane a 2023 inogire, rekonèt kontribisyon yo eksepsyonèl nan twa syantis ki te jwe wòl esansyèl kòm pyonye nan domèn nan teknoloji lazè Attosekond.

Tèm nan "Attosecond lazè" dérivés non li soti nan tan an èkstrèmeman kout li opere sou, espesyalman nan lòd la nan Attoseconds, ki koresponn a 10^-18 segonn. Pou konprann siyifikasyon pwofon nan teknoloji sa a, yon konpreyansyon fondamantal nan sa ki yon Attosecond vle se esansyèl. Yon Attosecond kanpe kòm yon inite anpil minit nan tan, konstitye yon sèl milya dola nan yon milya dola nan yon dezyèm nan kontèks la pi laj nan yon dezyèm sèl. Pou mete sa a nan pèspektiv, si nou te konpare yon dezyèm nan yon mòn imans, yon attosecond ta dwe analogue nan yon grenn sèl nan sab nich nan baz mòn lan. Nan entèval tanporèl sa a, menm limyè ka apèn travèse yon distans ekivalan a gwosè yon atòm endividyèl. Atravè itilizasyon nan lazer atosekond, syantis yo jwenn kapasite a san parèy egzaminen ak manipile dinamik yo konplike nan elektwon nan estrikti atomik, analogue nan yon ankadreman-pa-ankadreman ralanti-mouvman nan yon sekans Cinemas, kidonk delving nan entre yo.

Atosekond lazerReprezante akimilasyon nan rechèch vaste ak efò konsèté pa syantis yo, ki moun ki te atle prensip yo nan optik linear nan navèt lazer ultra. Te avènement yo tou meble nou ak yon pwen vant inovatè pou obsèvasyon an ak eksplorasyon nan pwosesis yo dinamik transpiring nan atòm, molekil, e menm elektwon nan materyèl solid.

Elucidate nati a nan lazer atosecond ak apresye atribi orijinal yo an konparezon a lazer konvansyonèl yo, li enperatif yo eksplore kategori yo nan pi laj "fanmi lazè." Klasifikasyon pa kote longèdonn atosekond lazer majorite nan ranje a nan iltravyolèt nan mou frekans X-ray, ki vle di miyò pi kout yo pi kout nan kontras nan lazer konvansyonèl yo. An tèm de mòd pwodiksyon, lazer atosekond tonbe anba kategori a nan lazer enpulsyonèl, karakterize pa dire anpil batman kè yo. Trase yon analoji pou klè, yon moun ka prevwa lazer kontinyèl-onn kòm analogue nan yon flach ki emèt yon gwo bout bwa kontinyèl nan limyè, pandan y ap lazer enpulsyonèl sanble ak yon limyè strobe, rapidman altène ant peryòd nan ekleraj ak fènwa. Nan sans, lazer atosekond montre yon konpòtman eksitan nan ekleraj la ak fènwa, men tranzisyon yo ant de eta yo transpires nan yon frekans etonan, rive nan domèn nan attoseconds.

Pli lwen kategori pa pouvwa lazè kote nan ba-pouvwa, medyòm-pouvwa, ak wo-pouvwa parantèz. Lazè Attosecond reyalize gwo pouvwa pik akòz dire anpil batman kè yo, sa ki lakòz yon pouvwa pik pwononse (P) - defini kòm entansite a nan enèji pou chak tan inite (P = W/T). Malgre ke pulsasyon lazè endividyèl attosecond pa ka posede enèji eksepsyonèlman gwo (W), abreje yo tanporèl limit (t) confer yo ak pouvwa pik ki wo.

An tèm de domèn aplikasyon, lazer span yon spectre kap anglobe aplikasyon endistriyèl, medikal, ak syantifik. Lazè Attosecond prensipalman jwenn Tanporèman nich yo nan domèn nan rechèch syantifik, patikilyèman nan eksplorasyon an nan rapidman en fenomèn nan domèn yo nan fizik ak chimi, ofri yon fenèt nan pwosesis rapid microcosmic nan mond lan dinamik.

Kategori pa lazè mwayen delimite lazer kòm lazer gaz, solid-eta lazer, lazer likid, ak lazer semi-conducteurs. Jenerasyon an nan lazer Attosecond tipikman gon sou medya lazè gaz, kapitalize sou efè optik linear yo kreye Harmony wo-lòd.

Nan somasyon, lazer Attosecond konstitye yon klas inik nan lazer kout-batman kè, distenge pa dire ekstraòdinè batman kè yo, tipikman mezire nan attoseconds. Kòm yon rezilta yo, yo te vin zouti endispansab pou obsève ak kontwole pwosesis yo ultrafast dinamik nan elektwon nan atòm, molekil, ak materyèl solid.

Pwosesis la elabore nan jenerasyon lazè Attosecond

Teknoloji lazè Attosecond kanpe nan tèt la nan inovasyon syantifik, ventan yon seri curieux rijid nan kondisyon pou jenerasyon li yo. Pou elucidate sibtilite ki nan jenerasyon lazè Attosecond, nou kòmanse ak yon ekspozisyon kout nan prensip kache li yo, ki te swiv pa metafò rete vivan sòti nan eksperyans chak jou. Lektè unversed nan sibtilite yo nan fizik la ki enpòtan pa bezwen dezespwa, kòm metafò yo qui vize rann fizik yo fondamantal nan lazer atosekond aksesib.

Pwosesis jenerasyon an nan lazer attosecond prensipalman depann sou teknik la li te ye tankou segondè jenerasyon Harmony (HHG). Premyerman, yon gwo bout bwa nan gwo entansite femtosecond (10^-15 segonn) pulsasyon lazè se byen konsantre sou yon materyèl sib gaz. Li nan vo anyen ki lazer femtosecond, analogue nan lazer attosecond, pataje karakteristik sa yo nan posede dire kout batman kè ak gwo pouvwa pik. Anba enfliyans nan jaden an lazè entans, elektwon nan atòm gaz yo pou yon ti tan libere soti nan nwayo atomik yo, pasajè k ap antre nan yon eta nan elektwon gratis. Kòm elektwon sa yo osile an repons a jaden an lazè yo, yo evantyèlman retounen nan ak recombine ak paran yo nwayo atomik, kreye nouvo eta wo-enèji.

Pandan pwosesis sa a, elektwon yo deplase nan vitès trè wo, ak sou recombination ak nwayo yo atomik yo, yo lage enèji adisyonèl nan fòm lan nan emisyon segondè Harmony, manifeste kòm foton segondè-enèji.

Frekans yo nan sa yo ki fèk pwodwi foton segondè-enèji yo miltip nonb antye relatif nan frekans la lazè orijinal la, fòme sa ki aple Harmony wo-lòd, kote "Harmony" vle di frekans ki se miltip entegral nan frekans orijinal la. Pou atenn lazer attosecond, li vin nesesè yo filtre epi konsantre sa yo Harmony wo-lòd, chwazi Harmony espesifik ak konsantre yo nan yon pwen fokal. Si ou vle, teknik konpresyon batman kè ka pli lwen abreje dire a batman kè, ki bay ultra-kout pulsasyon nan seri a attosecond. Evidamman, jenerasyon an nan lazer atosekond konstitye yon pwosesis sofistike ak plizyè aspè, pou mande yon wo degre de gwo abilite teknik ak ekipman espesyalize.

Pou demistifye pwosesis sa a konplike, nou ofri yon paralèl metafò chita nan senaryo chak jou:

High-entansite femtosecond lazè pulsasyon:

Envision posede yon eksepsyonèlman ki pisan catapult ki kapab enstantane hurling wòch nan vitès kolosal, analogue nan wòl nan jwe pa gwo entansite femtosecond lazè pulsasyon.

Materyèl sib gaz:

Foto yon kò trankil nan dlo ki senbolize materyèl la sib gaz, kote chak gout nan dlo reprezante myriad atòm gaz. Zak la nan pouse wòch nan kò sa a nan dlo analogously miwa enpak la nan gwo entansite femtosecond lazè pulsasyon sou materyèl la sib gaz.

Mouvman elèktron ak recombination (fizikman rele tranzisyon):

Lè femtosecond lazè pulsasyon enpak atòm gaz yo nan materyèl la sib gaz, yon kantite siyifikatif nan elektwon ekstèn yo pou yon ti tan eksite nan yon eta kote yo detache soti nan nwayo respektif atomik yo, fòme yon eta plasma ki tankou. Kòm enèji sistèm lan imedyatman diminye (depi pulsasyon yo lazè yo natirèlman enpulsyonèl, prezante entèval nan sispansyon), elektwon sa yo deyò retounen nan vwazinaj yo nan nwayo atomik la, divilge foton segondè-enèji.

Segondè jenerasyon Harmony:

Imajine chak fwa yon ti gout dlo tonbe tounen nan sifas lak la, li kreye rid, anpil tankou Harmony segondè nan lazer Attosecond. Sa yo rid gen pi wo frekans ak amplitudes pase rid yo orijinal ki te koze pa batman kè a lazè prensipal la. Pandan pwosesis la HHG, yon gwo bout bwa lazè pwisan, analogue nan kontinyèlman voye wòch, eklere yon sib gaz, fè l sanble souvan sifas lak la. Sa a jaden lazè entans pouse elektwon nan gaz la, analoji a rid, lwen atòm paran yo ak Lè sa a, rale yo tounen. Chak fwa yon elèktron retounen nan atòm lan, li emèt yon nouvo gwo bout bwa lazè ak yon frekans ki pi wo, analogue nan plis modèl tranch rid.

Filtraj ak konsantre:

Konbine tout bagay sa yo ki fèk pwodwi lazè travès pwodiksyon an yon spectre nan divès koulè (frekans oswa longèdonn), kèk nan yo ki konstitye lazè a Attosecond. Pou izole gwosè espesifik tranch ak frekans, ou ka anplwaye yon filtre espesyalize, analogue nan chwazi rid vle, ak anplwaye yon loup yo konsantre yo sou yon zòn espesifik.

Batman kè konpresyon (si sa nesesè):

Si ou vize pou difize rid pi vit ak pi kout, ou ka akselere pwopagasyon yo lè l sèvi avèk yon aparèy espesyalize, diminye tan an chak tranch rid dire. Jenerasyon an nan lazer Attosecond enplike nan yon entre konplèks nan pwosesis. Sepandan, lè yo kraze ak vizualiz, li vin pi konprann.