Forskere satte rekord for hurtigste lyspuls

Et forskerhold ved University of Central Florida har demonstreret den hurtigste lyspuls, der nogensinde er udviklet, en 53-attosekund røntgenblitz.

Gruppen ledet af professor Zenghu Chang slog sin egen rekord i 2012:en ekstrem ultraviolet lyspuls på 67 attosekunder, der var den hurtigste på det tidspunkt.

På en kvintilliontedel af et sekund, et attosekund er ufatteligt hurtigt. På 53 attosekunder, lys bevæger sig mindre end en tusindedel af diameteren på et menneskehår.

På samme måde kan højhastighedskameraer optage slowmotion-video af flyvende kugler, Attosekund-lysimpulser giver forskere mulighed for at fange billeder af elektroner i hurtig bevægelse i atomer og molekyler med en hidtil uset skarphed.

Som rapporteret 4. august in Naturkommunikation , de pulser, Chang nu har vist, er ikke kun kortere i varighed, men også i bølgelængde. Det nye lys når et vigtigt spektralområde, det såkaldte "vandvindue, "hvor kulstofatomer absorberer stærkt, men vand ikke.

"Sådanne bløde røntgenstråler kan bruges til at optage video i slowmotion af elektroner og atomer fra biologiske molekyler i levende celler til, for eksempel, forbedre solpanelers effektivitet ved bedre at forstå, hvordan fotosyntese fungerer, "sagde Chang, en UCF Trustee Chair Professor i CREOL, College of Optics &Photonics, og Institut for Fysik. Chang er direktør for Institute for the Frontiers of Attosecond Science and Technology (iFAST), placeret i fysikafdelingen, hvor forsøgene blev udført.

Røntgenstråler interagerer med de tæt bundne elektroner i stoffet og kan afsløre, hvilke elektroner der bevæger sig i hvilke atomer, giver en anden måde at studere hurtige processer i materialer med kemisk elementspecificitet. Denne kapacitet er uvurderlig for udviklingen af ​​næste generations logik og hukommelseschips til mobiltelefoner og computere, der er tusind gange hurtigere end dem, der bruges i dag.

At producere attosekundrøntgenstråler kræver en ny type højeffektdriver:femtosekundlasere med en lang bølgelængde. Det er en tilgang, som Chang og hans team har været banebrydende.