A Dara Léasair: Don Ghrianghrafadóireacht Leictreonaí Craiceáilte

Díreach mar a úsáidimid solas chun an domhan macrascópach thart orainn a bhreathnú, is féidir linn solas a úsáid freisin chun an domhan fo-adamhach a iniúchadh. Ach ní mór prionsabal amháin a chomhlíonadh: ní mór aon tomhas a bheith níos tapúla ná an t-am a theastaíonn chun an córas atá á staidéar a athrú go suntasach, nó ní féidir ach torthaí doiléir a fháil.
I móilín, bogann adaimh ar scála ama femtosecond (trilliúnú soicind, 10^-15 soicind), athraíonn a suíomhanna agus a bhfuinneamh i gceann amháin go cúpla céad attoseconds, agus chun a ngluaisne a thomhas, is féidir le teicneolaíocht femtosecond ". 'n cabhrú.
Cé chomh gearr is attosecond? Is ionann 1 soicind agus 10 ^-18 soicind, is é sin an billiúnú cuid den bhilliúnú soicind. Is ionann 1 attosecond agus 1 soicind d’aois na cruinne (13.8 billiún bliain). Tógann léas solais ag taisteal ó thaobh amháin den seomra go dtí an balla eile 10 billiún stua.
An "saol fíor" an chuisle attosecond
Conas a fhaigheann tú cuisle solais chuig an scála attosecond? Go teoiriciúil, is féidir bíoga solais níos giorra a ghiniúint trí bhíoga léasair gearrthonnfhad de thonnfhaid iolracha a chomhcheangal.
Mhínigh Wei Zhiyi, taighdeoir in Institiúid Fisice Acadamh Eolaíochtaí na Síne, don tuairisceoir Science and Technology Daily: "Chun tonnfhaid nua a ghiniúint, ní hamháin go bhfuil gá le tiomáint léasair femtosecond, ach ní mór é a dhíriú freisin ar an ngás, trí idirghníomhú na n-adamh solais agus gáis a thabhairt ar aird ar an armónach ard mar a thugtar air, tá harmonics ard timthriall sa léasair tiomáint, an ghlúin de dhá thimthriall an tonn."
Sa bhliain 1987, dhírigh Lhuillier agus a chomhghleacaithe léas léasair infridhearg ar ghás támh agus fuair siad amach go raibh na armónacha a tháirgtear níos iomadúla agus níos láidre ná iad siúd a tháirgtear roimhe seo le tiomántáin léasair tonnfhad níos giorra, agus go raibh déine solais comhchosúil ag go leor de na armónacha a breathnaíodh.
Fuair ​​​​staidéir bhreise amach, faoi na himthosca cearta, go raibh forluí ar na harmonics chun sraith de bhioga léasair a tháirgeadh sa bhanna ultraivialait, nach raibh gach ceann acu ach cúpla céad attoseconds ar fhad.
Sa bhliain 2001, d'éirigh le Agostini agus a chomhghleacaithe sa Fhrainc sraith de thraenacha cuisle a ghiniúint nach raibh ach 250 arsec acu. Chuaigh Ferenc Krauss agus a chomhpháirtithe san Ostair an bealach eile, ag leithlisiú bíoga solais aonair aonair a mhair 650 stua soicind agus á n-úsáid chun an próiseas a bhaineann le "tarraingt" leictreoin as adaimh a rianú agus a staidéar.
"Is é obair na dtrí eolaithe seo, arna ionadú ag na taighdeoirí ar feadh níos mó ná deich mbliana, trí intleacht agus iarrachtaí gan staonadh, ionas go mbeidh an eolaíocht ultrafast isteach i ré na n-atoseconds." A dúirt Wei Zhiyi.
Gealladh i roinnt réimsí, "taispeáin do scileanna"
Is féidir le cromán beag a sciatháin a bhualadh 80 uair in aghaidh an tsoicind, agus an tsúil dhaonna in ann a fheiceáil, ach le ceamara ardluais is féidir é a fhrámú i bhfráma soiléir gníomhaíochta.
"Is é an dara cuisle solais go beacht an staidéar ar an domhan ábhar micreascópach de 'ceamara ardluais', is féidir a bheith 'ring' an leictreon frámaithe le haghaidh breathnóireachta." Dúirt Wei Zhiyi go dóchasach, "Táthar ag súil go n-éascóidh staidéar agus tuiscint leictreoin ar scála ama chomh gearr (de attoseconds) forbairt tapa leictreonaic ultrafast, rud a d'fhéadfadh sliseanna ríomhaire níos cumhachtaí a bheith ann lá amháin. Ligeann sé dúinn freisin móilíní a idirdhealú. bunaithe ar a n-airíonna leictreonacha agus chun iad a úsáid chun diagnóis tapa agus cruinn a dhéanamh ar ghalair."
De réir Wei Zhiyi, faoi láthair, i dteannta leis na foirne taighde thuas go hidirnáisiúnta, tá roinnt foirne taighde sna Stáit Aontaithe, i gCeanada, san Iodáil, san Eilvéis, sa tSeapáin, sa Chóiré Theas agus i dtíortha eile ag déanamh taighde freisin ar ghiniúint bíoga attosecond agus a bhfeidhmeanna i go leor réimsí mar fhisic, ceimic agus bitheolaíocht.
"Mar shampla, shocraigh foireann an Ollaimh. Chang Zenghu in Ollscoil Florida Láir sna Stáit Aontaithe an taifead domhanda don phuls attosecond is giorra faoi dhó, in 2012 agus 2017, agus an 43-pulse attosecond cruthaithe ag Institiúid Chónaidhme na hEilvéise. Go dtí seo tá an taifead domhanda is giorra i seilbh na Teicneolaíochta in 2017. Go háirithe, tá an Áis Solais Foircní (ELI-ALPS) san Ungáir tógtha ag an AE, le léasair attosecond mar an phríomh-chomhpháirt, chun eolaithe i réimsí éagsúla a sholáthar. taighde eolaíoch attosecond a dhéanamh." Déanann Wei Zhiyi na torthaí a chomhaireamh i réimse an attosecond.
Chuir eolaithe na Síne béim mhór ar thaighde ar bhioga solais attosecond freisin. Tá Institiúid Fisice Acadamh Eolaíochtaí na Síne, Institiúid Meicnic Optúil Shanghai, Institiúid Meicnic Optúil Xi'an, Ollscoil Peking, Gnáth-Ollscoil Oirthear na Síne, Ollscoil Náisiúnta Teicneolaíochta Cosanta, Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta Huazhong agus aonaid eile ag iompar amach taighde i réimse na heolaíochta attosecond. 2013, grúpa Wei Zhiyi den chéad uair sa tSín chun an chuisle attosecond scoite de 160 attoseconds a ghiniúint agus a thomhas, agus tá sé ag forbairt tuilleadh anois i dtreo leithead cuisle níos giorra, fuinnimh níos airde, agus minicíochtaí athrá níos airde, rud a thabharfaidh deis do na heolaithe Síneacha. a gcuid léasair attosecond féin a fhorbairt. In éineacht leis an trealamh teirminéil, cuireann sé ardán agus áiseanna tosaigh idirnáisiúnta ar fáil do thaighde léasair attosecond i réimsí na fisice ábhar comhdhlúite, fisic adamhach agus mhóilíneach, ceimic, bithleighis, faisnéis agus fuinneamh.