attosecond คือ 10 -18หนึ่งในพันล้านของหนึ่งพันล้านวินาที attosecond เท่ากับวินาที ในขณะที่วินาทีคืออายุของจักรวาล ในสามแอตโทวินาที ลำแสงที่เคลื่อนที่ได้ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาทีสามารถรับได้จากด้านหนึ่งของโมเลกุลน้ำไปยังอีกด้านหนึ่งเท่านั้น และอิเล็กตรอนของอะตอมไฮโดรเจนที่ละลายในเมฆหมอกที่มีความน่าจะเป็นของกลศาสตร์ควอนตัม เฉือนจากด้านหนึ่งของอะตอมไปยังอีกด้านหนึ่งทุกๆ 24 แอตโตวินาที ซึ่งเป็นการสั่นพื้นฐานที่ขนานนามว่าหน่วยของเวลาของอะตอม
มาตราส่วน attosecond ขยายจากหนึ่งถึง 1,000 attoseconds
ซึ่งเป็นจุดที่โดเมน femtosecond ที่ช้ากว่าเริ่มต้นขึ้น ชีพจรของหนึ่งเฟมโตวินาที 10 -15 (หนึ่งในล้านของพันล้าน) วินาทียังคงค่อนข้างเร็ว Ahmed Zewail นักฟิสิกส์และนักเคมีที่ Caltech ได้รับรางวัลโนเบลปี 1999 จากการใช้แสงเลเซอร์แบบ femtosecond เพื่อศึกษาว่าโมเลกุลสะท้อนแสงและหักเหแสงอย่างไร และประพฤติตัวอย่างไรในช่วงเวลาที่รวดเร็วเหล่านี้ ความสำเร็จเบื้องต้นของวิทยาศาสตร์ femtosecond คือการเปิดเผยว่านิวเคลียสของอะตอมในโมเลกุลจัดเรียงใหม่ได้เร็วเพียงใดในระหว่างปฏิกิริยา
“แต่เรารู้แล้วว่าก่อนที่นิวเคลียสจะเริ่มเคลื่อนที่ ตำแหน่งของอิเล็กตรอนได้เปลี่ยนไปอย่างมากแล้ว” Corkum กล่าว เพื่อให้เห็นว่าในการดำเนินการจะต้องดำเนินการเร็วกว่าเฟมโตวินาที และในช่วงต้นทศวรรษ 1990 เทคโนโลยียังตามทฤษฎีไม่เพียงพอที่จะทำเช่นนั้น
มันเป็นการหยุดชั่วคราวในศาสตร์แห่งการถ่ายภาพธรรมชาติที่เริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 19 เมื่อกล้องเริ่มแช่แข็งม้าที่อยู่ระหว่างควบม้า เผยให้เห็นทั้งวิทยาศาสตร์และศิลปะว่าเท้าทั้งสี่อยู่ในอากาศอย่างสม่ำเสมอพร้อมกัน เมื่อเวลาผ่านไป แสงแฟลชที่เร็วขึ้นและเร็วขึ้น จากนั้นแสงแฟลชเลเซอร์จะช่วยให้สามารถจับภาพกระบวนการต่างๆ ได้ภายในหนึ่งในพัน หนึ่งในล้าน และเสี้ยววินาทีที่สั้นกว่า แต่สำหรับการสร้างสัญญาณให้สั้นกว่าช่วงเฟมโตวินาทีสำหรับสแน็ปช็อตของกิจกรรมของอิเล็กตรอน
ภายในอะตอมและโมเลกุล แม้แต่เลเซอร์ในห้องปฏิบัติการที่ดีที่สุดก็มีความยาวคลื่นยาวเกินไป
เป็นร้อยเท่า ปัญหาคือการได้รับพลังงานเพียงพอที่จะใช้เลเซอร์ที่ความยาวคลื่นที่ลดลง พลังงานที่ต้องการจะเพิ่มขึ้น 100,000 เท่าทุกครั้งที่ความยาวคลื่นลดลง 10 เท่า
อย่างไรก็ตาม ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 นักฟิสิกส์และนักวิจัยด้านทัศนศาสตร์ ทีมแรกที่นำโดยชาร์ลส์ โรดส์ ซึ่งตอนนั้นอยู่ที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ในชิคาโก สังเกตเห็นคนโบกรถด้วยแสงเลเซอร์สีแดงธรรมดาหลังจากที่มันผ่านไอระเหยบางๆ ของอะตอมของก๊าซ อุปกรณ์ฝังตัวนั้นอ่อนแอแต่มีสัญญาณพิเศษที่ชัดเจนซึ่งมีความยาวคลื่นสั้นมากและความถี่สูงกว่าหลายพันเท่า — ในรังสีอัลตราไวโอเลตที่อยู่ห่างไกลจากรังสีเอกซ์ ไม่มีใครสามารถอธิบายกระบวนการลึกลับนี้ได้และมีชื่อทั่วไปว่า: การสร้างฮาร์โมนิกสูง
มันเป็นปริศนาและ Corkum ก็ตัดปม ขณะที่เขาอธิบายตอนนี้ เขาจินตนาการถึงสนามไฟฟ้าที่เต้นเป็นจังหวะอย่างสม่ำเสมอของลำแสงเลเซอร์ขณะที่ “เอื้อมมือออกไป” ขณะที่มันพบกับอะตอมธรรมดาบางชนิด มือจับอิเล็กตรอนที่เปราะบางต่อความถี่และพลังงานควอนตัมของโฟตอนของแสงเลเซอร์ จากนั้นมือจะดึงอิเล็กตรอนออกไปแทบจะในทันที มันถึงความเร็วหลายพันกิโลเมตรต่อวินาทีในชั่วพริบตา ตำแหน่งที่แม่นยำของอิเล็กตรอนนั้นไม่แม่นยำโดยเนื้อแท้ ซึ่งสอดคล้องกับความเป็นคู่ของคลื่นอนุภาคของโลกปรมาณู แต่ก็ไม่มืดมัวจนสนามไฟฟ้าของเลเซอร์ไม่สามารถยึดตำแหน่งที่มีประจุลบและกวาดรัศมีของอะตอมออกไปหลายร้อยเท่า .
การกระทำนี้คล้ายกับวิธีที่แสงกระแทกอิเล็กตรอนจากโลหะทั้งหมดในลักษณะโฟโตอิเล็กทริกที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์อธิบายไว้ในปี 1905 และได้รับรางวัลโนเบลในเวลาต่อมา แต่ในความเข้าใจของเขา Corkum มองเห็นจุดหักมุมในโครงเรื่องคลาสสิกนั้น ในระหว่างการปลดปล่อยสินค้าที่ถูกลักพาตัวไปอย่างถาวรและทิ้งอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนให้สั้นหนึ่งอิเล็กตรอน สนามไฟฟ้าที่สั่นของเลเซอร์จะเปลี่ยนทิศทางได้อย่างหมดจด ต้องทำอย่างนั้น เพราะลำแสงเลเซอร์ประกอบด้วยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้รับการจัดการอย่างดี ส่วนประกอบทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของลำแสงเลเซอร์จะสั่นไปมาพร้อมกัน มือในจินตนาการของคอร์คุมชกอิเล็คตรอนอย่างแรงกลับเข้าไปในอะตอมซึ่งมันมา อีกครั้งด้วยความเร็วใกล้แสง อะตอมสั่นสะท้านตามกระบวนการที่เรียกว่าการรวมตัวใหม่
ที่สำคัญที่สุด อะตอมจะปลดปล่อยพลังงานพิเศษของอิเล็กตรอนที่เข้ามา โดยทำผ่านการระเบิดที่รุนแรงและรุนแรงของรังสีอัลตราไวโอเลตที่สั้นมาก หรือแม้แต่รังสีเอกซ์ ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อลำแสงเลเซอร์ล้างผ่านก๊าซในเส้นทางของมัน สิ่งเดียวกันก็เกิดขึ้น — ในขั้นตอน — กับอะตอมที่เหมือนกันอื่นๆ นับล้าน แม้กระทั่งพันล้าน เสียงร้องเจี๊ยก ๆ แม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงของพวกเขาผสานเข้ากับคอรัสที่เพิ่มขึ้นในการปรับแต่งที่สมบูรณ์แบบ สัญญาณที่สะสมจะติดอยู่ในลำแสงเลเซอร์ที่มีคลื่นยาวกว่าในขณะที่มันเดินต่อไปในเส้นทางของมัน ท่วงทำนองแม่เหล็กไฟฟ้านี้ ในสเปกตรัมและโครงสร้าง มีข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้น
โดยธรรมชาติของกระบวนการ มันไม่ได้สร้างสัญญาณต่อเนื่อง แต่สัญญาณหนึ่งบรรจุล่วงหน้าเป็นพัลส์ความถี่สูงที่สั้นมาก – นักโบกรถที่เคยเห็นบนแสงเลเซอร์สีแดง Corkum กล่าวว่า “ภายในไม่กี่วัน ฉันเข้าใจว่านี่คือเส้นทางสู่ฟิสิกส์ระดับอะตอมวินาที” Corkum กล่าว “สิ่งนี้เปลี่ยนอาชีพของฉัน” เขากล่าวเสริม – ในขณะที่มันเปลี่ยนอาชีพของนักฟิสิกส์และนักเคมีเชิงทฤษฎีทั่วโลก
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
