โดดเด่นในหมู่ผู้ที่กระโจนเข้าสู่สนามคือ Ferenc Krausz นักฟิสิกส์เชิงทดลองชาวฮังการีและออสเตรียและกลุ่มของเขาที่ Max Planck Institute of Quantum Optics ในเมือง Garching ประเทศเยอรมนี บทบาทสำคัญของ Krausz คือการพัฒนากระจกหลายชั้นแบบพิเศษที่ “ร้องเจี๊ยก ๆ” พื้นผิวของพวกมันทำให้การหน่วงเวลากลายเป็นคลื่นที่ทับซ้อนกันเป็นพัลส์สั้นๆ ของแสงอินฟราเรด ทำให้คลื่นรวมเป็นพริบตาที่สั้นลง
โดยปกติ แสงเป็นจังหวะจะทำหน้าที่เหมือนไส้กรอกเรืองแสง
ที่วิ่งแข่งกันผ่านอุปกรณ์เกี่ยวกับสายตาเป็นอันดับแรก แต่พัลส์เฟมโตวินาทีและโดยเฉพาะอย่างยิ่งพัลส์ attosecond นั้นเหมือนกับแพนเค้กที่บินต่อหน้า ความหนาของมันวัดเป็นพันล้านส่วนเมตร แต่ความกว้างของพวกมันคือความหนาพันเท่าหรือมากกว่านั้น
การปรับปรุงอย่างรวดเร็วยังมาพร้อมกับความสามารถในการควบคุมคลื่นแต่ละคลื่นในพัลส์เลเซอร์เฟมโตวินาที โดยปล่อยให้แต่ละจุดสูงสุดสูงเพียงจุดเดียว เหมือนกับคลื่นอันธพาลโดดเดี่ยวที่ลอยขึ้นในทะเลและคุกคามเรือ “เราสามารถรับรู้พัลส์ได้เป็นครั้งแรกที่ประกอบด้วยรอบคลื่นเพียงหนึ่งหรือสองรอบ” Krausz กล่าว “นี่คือกุญแจสำคัญในการสร้างพัลส์ attosecond ที่แยกได้” ในสำนักงานของเขา Krausz มีใบรับรองที่มอบให้กับทีมของเขาในปี 2008 สำหรับการสร้าง “แสงวาบที่สั้นที่สุดเท่าที่เคยมีมา” ซึ่งเป็นจังหวะพัลส์ยาว 80 แอททูวินาที สำหรับตอนนี้บันทึกยืน
ปีที่แล้วในบทวิจารณ์ฟิสิกส์สมัยใหม่ Krausz เขียนว่าในขณะที่หลายคนคาดหวังว่าโฟตอนจะกลายเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังที่สุดสำหรับการคำนวณ “ความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโดยการวิจัยเกี่ยวกับอิเล็กตรอนยังไม่สิ้นสุด ตรงกันข้าม มันเพิ่งเริ่มต้น”
เขาคาดว่าในไม่ช้าสนามนี้จะสามารถบังคับอิเล็กตรอนภายในโมเลกุลได้ทุกที่ที่นักวิจัยต้องการ
เงื่อนไขการสุ่มตัวอย่าง หรือการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขเหล่านั้น
“ด้วยโรคภัยไข้เจ็บ มันมักมีต้นกำเนิดจากการเคลื่อนไหวทางอิเล็กทรอนิกส์ ที่ใดที่หนึ่งใน DNA หรือออร์แกเนลล์ มีบางอย่างแตกหัก หากเราต้องการเข้าใจความเจ็บป่วยในระดับพื้นฐานที่สุด เราจะต้องสามารถดูการเคลื่อนไหวทางอิเล็กทรอนิกส์ได้” Krausz กล่าว “อีกตัวอย่างหนึ่ง คุณอาจถามตัวเองว่าอะไรคือข้อจำกัดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทุกวันนี้ อิเล็กตรอนสลับไปมาหลายพันล้านครั้งต่อวินาทีในคอมพิวเตอร์หนึ่งเครื่อง ดังนั้นความเชื่อส่วนตัวของฉันคือขีดจำกัดสูงสุดจะใกล้เคียงกับความถี่แสง” และนั่นหมายถึงการก้าวกระโดดในการเปลี่ยนความเร็วถึงหนึ่งพันเท่า
มีวิทยาศาสตร์ใหม่เกิดขึ้นแล้ว ทีมจากมหาวิทยาลัยโคโลราโดที่โบลเดอร์ นำโดยทีมภรรยา-สามีของ Margaret Murnane และ Henry Kapteyn ใช้แสงเลเซอร์เพื่อตีโมเลกุลของอะตอมไนโตรเจน 2 อะตอมที่เชื่อมกับอะตอมออกซิเจน 4 อะตอม ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน นักวิทยาศาสตร์สามารถสรุปได้ว่าอิเล็กตรอนเลื่อนระดับพลังงานในแต่ละรอบของการสั่นสะเทือนที่ยืดออกและบีบโมเลกุลได้อย่างไร งานอื่น ๆ ได้นำไปสู่ภาพรวมครั้งแรกของออร์บิทัลอิเล็กตรอนของโมเลกุลไนโตรเจนสองอะตอม N2
การชุมนุมที่ทำสิ่งเหล่านี้ พูดกันตามตรงแล้ว ดูไม่หรูหราพอๆ กับเครื่องเร่งขนาดยักษ์หรือกล้องโทรทรรศน์ เลย์เอาต์ attosecond บนม้านั่งในห้องปฏิบัติการดูเหมือนเขาวงกตมากกว่า แต่เป็นหนึ่งในทางเดินที่แม่นยำเป็นพิเศษ เริ่มต้นง่ายๆ ด้วยเลเซอร์พิเศษในกล่องโลหะกว้างประมาณหนึ่งฟุตและยาวสองฟุต ถัดไปคือกระจกเงา ท่อแคบ ถุงมือสนามไฟฟ้าที่กระดิกได้ ห้องเหล็ก และท่อลำแสงแก้วที่ไม่หนากว่าเส้นพาสต้าแองเจิ้ลแฮร์ ที่นี่มีปั๊มที่ทำงานอย่างหนักเพื่อรักษาการยืดเหยียดที่สำคัญในสภาวะใกล้สุญญากาศพร้อมๆ กับที่ปล่อยก๊าซออกมา Phil Bucksbaum นักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าวว่า “ฟิสิกส์เป็นการรวบรวมกลเม็ดที่ดีและตลกร้าย” “และเราเล่นกับธรรมชาติมากมายในสนามนี้”
นี่ไม่ใช่บิ๊กฟิสิกส์ แต่ก็ไม่ถูกเช่นกัน ห้องปฏิบัติการหนึ่งห้องของนักเคมีเชิงทฤษฎี สตีเฟน ลีโอน ในห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ เบิร์กลีย์ มีค่าใช้จ่ายประมาณ 5 ล้านดอลลาร์ รวมถึงค่าเลเซอร์ประมาณ 750,000 ดอลลาร์ “คอมเพรสเซอร์กระจกที่ร้องเจี๊ยกๆ แต่ละตัวมีราคาประมาณ 10,000 ดอลลาร์” ฟิลลิป นาเกล นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ที่ทำงานในห้องทดลองของลีโอน กล่าว ในขณะที่เขาชี้ไปที่อาร์เรย์ที่จะดูดีในเครื่องพินบอล
Leone และนักเรียนของเขาพยายามเป็นเวลาหลายปีที่จะตั้งนาฬิกาจับเวลาให้กับโมเลกุลของซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ในขณะที่มันแตกสลายหลังจากถูกกระตุ้นโดย attosecond-class pulse
“นี่จะเป็นวิทยาศาสตร์ใหม่ และจะเป็นการสาธิตที่ดี” ลีโอนกล่าว “สิ่งที่เกี่ยวกับโมเลกุลนี้คือถ้าคุณทำให้เป็นไอออน – เพียงแค่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกไปหนึ่งตัว – มันจะทำลายโครงสร้างพันธะทั้งหมด”
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
