Wygenerowali najkrótszy impuls światła. Trwa on krócej niż „rok atomowy”

Naukowcy z hiszpańskiego Instytutu Nauk Fotonicznych (ICFO) uzyskali najkrótszy impuls światła. Impuls wygenerowany w zakresie miękkiego promieniowania rentgenowskiego trwał zaledwie 19,2 attosekundy. To krócej niż atomowa jednostka czasu czyli czas, jaki potrzebuje elektron na wykonanie pełnej orbity wokół jądra atomu wodoru. Ten tzw. „atomowy rok” trwa bowiem 24,2 attosekundy. Osiągnięcie uczonych z Hiszpanii samo w sobie brzmi imponująco, ale nie jest to wyłącznie sztuka dla sztuki. Możliwość stworzenia tak krótkiego impulsu światła pozwoli na wizualizowania zachowania materii w skali atomowej i subatomowej z niespotykaną dotychczas rozdzielczością czasową.

Tym samym Jens Biegert, Fernando Ardana-Lamas, Seth Lucien Cousin i Juliette Llignieres stworzyli ni mniej, ni więcej, tylko najszybciej działającą „kamerę”. Impulsy miękkiego promieniowania rentgenowskiego nie od dzisiaj są wykorzystywane do śledzenia elektronów, ich organizacji w czasie przejść fazowych czy reakcji. Wygenerowanie izolowanego ultrakrótkiego impulsu wymagało wielu innowacji m.in. w inżynierii laserowej czy metrologii attosekundowej.

Droga do osiągnięcia stanęła otworem w 2015 roku, kiedy zespół profesora Jensa Biegerta jako pierwszy wygenerował attosekundowe impulsy w zakresie miękkiego promieniowania rentgenowskiego. Już kilka lat później udało się dzięki temu zaobserwować interakcje elektronów w sieci krystalicznej.

Profesor Biegert, mówiąc o przyszłości technologii uzyskiwania impulsów krótszych od atomowej jednostki czasu stwierdził, że zapowiada ona przełom w fizyce, chemii, biologii i naukach kwantowych dzięki możliwości bezpośredniej obserwacji procesów napędzających fotowoltaikę, katalizę i procesy kwantowe.

Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Ultrafast Science.

impuls promieniowanie rentgenowskie światło rok atomowy atomowa jednostka czasu