2023 yil 3 oktyabr kuni kechqurun fizika bo'yicha Nobel mukofoti - 2023 yil uchun Nobel mukofoti - attosekyon lazer texnologiyasining kostryuli sifatida birinchi olimning taniqli hissasini tan olgan.

"Attosekund lazer" atamasi uning ismini nihoyatda qisqa vaqt ichida, xususan attosekundlar tartibida 10 ^ -18 soniyaga mos keladigan tartibda amalga oshiradi. Ushbu texnologiyaning chuqur ahamiyatini tushunish uchun attosekondni tasdiqlovchi fundamental tushunish birinchi o'rinda turadi. Attosekund juda oz vaqt ajratadi, bir soniya soniyaning kengligi doirasida bir soniya sonning milliarddan birini tashkil etadi. Agar biz uni bir soniyaga aylantirish uchun, agar biz baland tog'ga o'xshatsak, attosekond tog 'tubida uyatli bir donaga o'xshashdir. Ushbu tez vaqtincha vaqt oralig'ida, hatto yorug'lik hatto individual atomning o'lchamiga teng ravishda zo'rg'a kesib o'tishi mumkin. Attotsekard lazerlaridan foydalanish orqali olimlar atom tuzilmalari ichidagi elektron stantsiyalarni sinchkovlik bilan o'rganishga va manic-ramkali sekinlashuvni tekshirish va manipulyatsiyani boshdan kechirish va ularda ularning o'zaro bog'liqligini tekshirish.

Attosekond lazerlariUltrafast lazerlarini hunarmandchilikning noaniq optikasi printsiplari tamoyillarini bosib o'tgan olimlar tomonidan keng tadqiq qilish va konserva qilingan sa'y-harakatlarini anglatadi. Ularning kelishi, qattiq materiallarda atomlar, molekulalar va hatto elektron jarayonlarni kuzatish va izlanishlar uchun taqdim etdi.

Attosekund lazerining tabiatini tushuntirish va odatiy lazer bilan taqqoslaganda noan'anaviy atributlarni qadrlash uchun, "lazer oilasi" keng doirasida ularning tasmasini o'rganish juda muhimdir. To'lqin uzunligi bo'yicha tasniflash uchun asosan ultrabinafsha chiziqlar bilan yumshoq rentgen chastotasi uchun yumshoq rentgen chastotasi uchun yumshoq rentgen chastotasi uchun ajratib turadi. Chiqish rejimlari nuqtai nazaridan, attosekund lazerlari juda qisqa kaltaklar bilan ajralib turadigan pulsatsiyalangan lazerlar toifasiga kiradi. Aniqlik uchun taqqoslash uchun doimiy ravishda nurlanishni doimiy ravishda yoritishda davom etadigan lazzatlarni keskin ajratish mumkin, chunki pulsatsiyalangan lazerlar esa yorish va zulmat davrlari orasiga kiradi. Attosekund lazerlari yoritish va qorong'ilikda pulsatsiyalanuvchi xatti-harakatlarni namoyish etadi, ammo ularning ikki davlat o'rtasidagi o'tishi hayratlanarli chastotada atoottotekundlar olamiga etib boradi.

Keyingi o'rinlarni past quvvatli, o'rta quvvat va yuqori quvvatli qavslarga qadar tasniflash. Attosekund lazerlari juda qisqa pullar tufayli yuqori cho'qqilarga erishmoqdalar, natijada bir soniya kuchlanish (p = w / t) bo'lgan energiya intensivligi sifatida belgilanadi. Individual attosekard imtiyozlari juda katta energiya (W) bo'lmagan bo'lsa-da, ularning qisqartirilgan vaqtli (t) ularni yuqori cho'qqazish kuchi bilan ta'minlaydi.

Ilova domenlari nuqtai nazaridan, lazerlar sanoat, tibbiy va ilmiy qo'llanmalarni qamrab oladigan spektrni qamrab oladi. Attranspon lazerlari asosan ilmiy tadqiqotlar sohasidagi, xususan, fizika va kimyo domenlarida tezkor ravishda rivojlanayotgan hodisalarni, ayniqsa mikrokomat dunyosining tezkor dinamik jarayonlariga olib borishadi.

Lazerli o'rta, Lazzalar tomonidan gazni lazerlar, qattiq davlatlar, suyuq lazer va yarimo'tkazgichlar sifatida tasniflaydi. Attosekkor lazerlarining avlodi odatda gazni lazzatsiz ommaviy axborot vositalarida yuqori martabali retonyanlarni sotish uchun kapital optik ta'sirini boshdan kechiradi.

Summusiyada attosekund lazerlari qisqa pufakchilarning noyob pulli lazerlarining noyob to'plamini tashkil qiladi, ular odatda attosekundlarda o'lchanadi. Natijada, ular atomlar, molekulalar va qattiq materiallar ichida ultofast dinamik jarayonlarini kuzatish va boshqarish uchun ajralmas vositalarga aylanadilar.

Attosekond lazer avlod avlodining ishlab chiqilishi

Attosekund lazer texnologiyasi ilmiy innovatsiyalar bo'yicha o'z avlodlari uchun jiddiy sharoitlar to'plami bilan maqtanish bo'yicha ilmiy innovatsiyada turadi. Attosekund lazer avlodining g'oyat g'oyalarini tushunish uchun biz uning asosiy printsiplari ekspozitsiyasidan boshlanamiz, va undan keyin har kungi tajribalardan olingan yorqin metaforalar. Tegishli fizikaga qarshi turuvchi o'quvchilar umidsizlikka tushmasliklari kerak, chunki keyingi metafora Attosekund Lazersning poydevorli fizikasini olish imkoniyatiga ega.

Attotsekund lazerlari avlod jarayoni birinchi navbatda yuqori barkamol avlod (HGG) deb nomlanuvchi texnikaga tayanadi. Birinchidan, yuqori intensivlik fetecond (10 ^ -15 soniya) Lazer pulslari keng tarqalgan materialga yo'naltirilgan. Ta'kidlash joizki, femtocond Lazers, attosekund lazerlariga o'xshash, qisqa yurak urishining xususiyatlari va yuqori cho'qqisiga ega bo'lish xususiyatlarini baham ko'ring. Kuchli lazer konining ta'siri ostida gaz atomlari ichidagi elektron atom yadrolaridan ajratilgan, ularning atom yadrolaridan ozod qilingan, vaqtincha bepul elektron holatga ega. Ushbu elektronlar lazerli maydoniga javoban tebranishlari sababli, ular ota-onalari atomine va rebrine-ga qaytib, yangi energiya energiyasini yaratadilar.

Ushbu jarayon davomida elektronlar juda yuqori tezlikda harakatlanmoqda va atom yadrosi bilan roziyallohu anhuar energiya energiyasini yuqori energiyali fotons sifatida namoyon qiladi.

Yangi ishlab chiqarilgan yuqori energiya fotoni chastotalar asl lazer chastotasi bo'lib, u "uyg'unlik" dastlabki chastotalarning integratsiyasining ajralib turadigan chastotalarining integratsiyalari chastotalarini belgilaydi. Attotsekond lazerini qo'lga kiritish uchun u filtrlash va ushbu yuqori buyurtma uyg'unlikni tanlash va ularni fokusli nuqtaga jamlash kerak. Agar so'ralsa, yurak urish siqish usullari puls davomiyligini yanada qisqartirishi mumkin, u erda attosekund diapazonida. Ko'rinib turibdiki, attoseksiyd lazerlarining avlodi yuqori darajadagi texnik jasorat va ixtisoslashtirilgan uskunalarni talab qilib, murakkab va ko'p qirrali jarayonni tashkil etadi.

Ushbu murakkab jarayonni demrasify qilish uchun biz kundalik stsenariylarda metaforik parallelni taklif qilamiz:

Yuqori intensivlik femotecond Laser pulslari:

Yuqori intensivlikdagi femotecond Lazer Pulser Lazer Pulser Pulser Pulser Pulser Lazer Pulsers-ning yuqori intensivligiga chalingan rolga o'xshash bo'lgan mutlaqo xochli toshlarga qodir bo'lgan juda kuchli katapultga ega bo'lish.

Gazsimon maqsadli material:

Suv tomchi suv atomlarini aks ettiruvchi gazivli maqsadli materialni anglatadi, bu erda har bir tomchi suv tomchilarini anglatadi. Ushbu suvga ayyor toshlarni qo'zg'atish harakati yuqori intensivlikdagi femotecondning yuqori darajadagi maqsadli materialga ta'sirini aks ettiradi.

Elektron harakat va rozilik (jismonan o'tish uchun o'tish):

Femosekond Pulomlar gaz atomlariga ta'sir ko'rsatganda, gaz atomlari gaz atomlari juda ko'p miqdordagi plazma kabi plazmaga o'xshash holatni shakllantiradigan, ularning atomining yadrolaridan ajralib chiqadi. Tizimning energiyasi kamayadi (lazer imtihonlari, chunki bu tashqi elektronlar yuqori energiya protontlarini tarqatib yuboradigan atom yadrosiga qaytishadi.

Yuqori uyg'un avlod:

Har safar suv tomchisi ko'lning sirtiga tushib ketganda, u to'lqin izlarini yaratadi, antosekund lazerlarida katta uyg'unlikni keltirib chiqaradi. Ushbu to'lqin izlari fembessonning asosiy lazerini lazzatsizlantirish tufayli kelib chiqqan dastlabki to'lqinlarga qaraganda yuqori chastotalar va eksplplitudalarga ega. HGG jarayonida kuchli lazer nuri, toshlarni doimiy ravishda tashlashga o'xshab, ko'lning yuzasiga o'xshash gaz nishonini yoritadi. Ushbu qizg'in lazer maydonida gazetada elektron gazetada, ota-ona atomlaridan uzoqlashib, keyin ularni orqaga tortadi. Har safar elektron atomga qaytadi, u yanada murakkabroq chastota, yanada murakkab ripple naqshlarigacha.

Filtrlash va diqqatni jalb qilish:

Bularning barchasini yangi yaratilgan lazer nurlarini birlashtirish turli xil ranglar (chastotalar yoki to'lqin uzunliklari), ba'zilari attosekund lazerini tashkil qiladi. Tasdiqlangan to'lqinlar va chastotalarni izolyatsiya qilish uchun siz kerakli to'lqin izlarini tanlash uchun ixtisoslashgan filtrni qo'llashingiz va ma'lum bir hududga e'tibor berish uchun kattalashtirilgan stakanni ishlatishingiz mumkin.

Pulse siqish (agar kerak bo'lsa):

Agar siz to'lqin izlarini tezroq va qisqartirishga intilayotgan bo'lsangiz, siz ixtisoslashgan qurilmadan foydalanib, o'z targ'ibotini tezlashtirishingiz mumkin, har bir rippl davom etadi. Attosekkord lazerlarining avlodi murakkab jarayonlarni o'z ichiga oladi. Biroq, buzilib, ingl bo'lganida, u yanada tushunarli bo'ladi.