אין אַ מאָומענטאַס מעלדן אויף די אָוונט פון אקטאבער 3, 2023, די נאָבעל פרייז אין פיזיק פֿאַר די יאָר 2023 איז געווען אַנוויילד, דערקענט די בוילעט קאַנטראַביושאַנז פון דרייַ סייאַנטיס וואָס האָבן געשפילט ווי פּייאַנינג.

דער טערמין "אַטאָסעקאָנד לאַזער" דעריווז זייַן נאָמען פון די ינקרעדאַבלי קורץ Timecale עס אַפּערייץ אויף, ספּאַסיפיקלי אין די סדר פון סופּטאָקאָנדס, קאָראַספּאַנדינג צו 10 ^ -18 סעקונדעס. צו כאַפּן די טיף באַטייַט פון דעם טעכנאָלאָגיע, אַ פונדאַמענטאַל קאַמפּריכענשאַן פון וואָס אַ אַטטאָסקאָנד סיגנאַפייז איז העכסט פּאַראַמאָונט. אַ פאַרצאָטעקגאַנד שטייט ווי אַ יקסידינגלי מינוט צייט, קאַנסטאַטוטינג איין ביליאָן פון אַ ביליאָן פון אַ ביליאַנט פון אַ ביליאַנט אין די ברייטער קאָנטעקסט פון אַ איין רגע. צו שטעלן דעם אין פּערספּעקטיוו, אויב מיר געווען צו געפאלן אַ רגע צו אַ טאָווערינג באַרג, אַ אַטטאָסעקאָנד וואָלט זיין ענלעך צו אַ איין קערל פון זאַמד נעסטלעד ביי די בארג ס באַזע. אין דעם פליטינג טעמפּאַל מעהאַלעך, אפילו ליכט קענען קוים אַריבער אַ ווייַטקייט עקוויוואַלענט צו די גרייס פון אַ יחיד אַטאָם. דורך די נוצן פון אַטאָסעקונד לייזערז, סייאַנטיס באַקומען די אַנפּרעסידענטיד פיייקייט צו קאָנטראָלירן און מאַניפּולירן די ינטראַקאַט דינאַמיקס פון עלעקטראָנס ין אַטאָמיק סטראַקטשערז פון עלעקטריש סטראַקטשערז פון עלעקטריש סטראַקטשערז ין אַוועריק סטראַקטשערז ין אַוועריק סטראַקטשערז אין אַ פינירט ראַם אין אַ סינעמאַטיק סיקוואַנס.

אַטאָסעקאָנד לייזערזפאָרשטעלן די קאַלמאַניישאַן פון ברייט פאָרשונג און קאָנסערטעד השתדלות דורך סייאַנטיס, וואָס האָבן כאַרנאַסט די פּרינציפּן פון נאַנליניער אָפּטיקס צו מעלאָכע Ultrafast לייזערז. זייער אַדווענט איז מעבלירט מיט אַ ינאַווייטיוו ומזיכער פונט פֿאַר די אָבסערוואַציע און עקספּלאָריישאַן פון דינאַמיש פּראַסעסאַז טראַנספּערינג אין אַטאָמס, מאַלאַקיולז, און אפילו עלעקטראָנס אין האַרט מאַטעריאַלס.

צו ילוסידייט די נאַטור פון אַטטאָסקאָנד לייזערז און אָפּשאַצן זייער אַנקאַנווענשאַנאַל אַטריביוץ אין פאַרגלייַך צו קאַנווענשאַנאַל לייזערז, עס איז ימפּעראַטיוו צו ויספאָרשן זייער קאַטאַגעריזיישאַן אין די ברייטערער משפּחה. " די אמערענג פון די ווייוולענגט ערטער אַטאָסעקאָנד לייזערז אין די קייט פון אַלטראַווייאַליט צו ווייך רענטגענ-שטראַל פראָמטיענץ, סיגנאַפייינג זייער נאָוטאַבלי קירצער ווייוולענגטס אין קאַנטרענטשאַנאַל הויז. אין טערמינען פון רעזולטאַט מאָדעס, אַטטאָסקאָנד לייזערז פאַלן אונטער די קאַטעגאָריע פון ​​פּולסעד לייזערז, קעראַקטערייזד דורך זייער יקסידינגלי קורץ דויפעק דוריישאַנז. צו ציען אַן אַנאַלאַדזשי פֿאַר קלעריטי, מען קען ענוויאַסטיאַס-כוואַליע-לאַסעס, ווי גערלז צו אַ פלאַשליגהט ריטינג אַ קעסיידערדיק שטראַל פון ליכט, בשעת פּאַלסעד לייזערז ריזעמבאַל אַ סטראָבע ליכט, ראַפּאַדלי אָלטערנייטינג צווישן פּיריאַדז און פינצטערניש. אין עסאַנס, אַטטאָסקאָנד לאַסערס ויסשטעלונג אַ פּאַלסייטינג נאַטור אין די ילומאַניישאַן און פינצטערניש, אָבער זייער יבערגאַנג צווישן די צוויי שטאַטן טראַנספּיזז אין אַ אַמייזינג אָפטקייַט, ריטשינג די מעלוכע פון ​​אַטשיווד.

ווייַטער קאַטאַגעריזיישאַן דורך מאַכט ערטער לייזערז אין נידעריק-מאַכט, מיטל-מאַכט און הויך-מאַכט קאַנטיקער. אַטאָצעק פון אַוצערס דערגרייכן הויך שפּיץ מאַכט רעכט צו זייער גאָר קורץ דויפעק דוראַטיאָנס, ריזאַלטינג אין אַ פּראַנאַונסט שפּיץ מאַכט (פּ) - דיפיינד ווי די ינטענסיטי פון ענערגיע פּער אַפּאַראַט צייט (P = o (p = w / t). כאָטש יחיד אַטאָסעקאָנד לאַזער פּאַלסיז קען נישט פאַרמאָגן יקסעפּשנאַלי גרויס ענערגיע (וו), זייער אַבריוויייטיד טעמפּערעראַל מאָס (ה) ימפּרוווז זיי מיט עלעוואַטעד שפּיץ.

אין טערמינען פון אַפּלאַקיישאַן דאָמאַינס, לייזערז ספּאַן אַ ספּעקטרום ענקאַמפּאַסינג ינדאַסטריאַל, מעדיציניש און וויסנשאפטלעכע אַפּלאַקיישאַנז. Attosecond lasers primarily find their niche within the realm of scientific research, particularly in the exploration of rapidly evolving phenomena within the domains of physics and chemistry, offering a window into the microcosmic world's swift dynamic processes.

לאַזערז דורך לאַזער מיטל, לייזערז ווי גאַז לייזערז, האַרט-שטאַט לייזערז, פליסיק לייזערז און סעמיקאַנדאַקטער לייזערז. די דור פון אַטטאָסקאָנד לייזערז טיפּיקלי כיפּסיז אויף גאַז לאַזער מעדיע, קאַפּיטאַלייזינג אויף נאַנליניער אָפּטיש יפעקץ צו די הויך-סדר כאַרמאַניקס.

אין סאַמעריישאַן, אַטטאָסקאָנד לאַסערז קאַנסטאַטוט אַ יינציק קלאַס פון קורץ-דויפעק לייזערז, אונטערשיידן דורך זייער ויסערגעוויינלעך קורץ דויפעק דוריישאַנז, טיפּיקלי געמאסטן אין אַטאָסעקיקייַט. ווי אַ רעזולטאַט, זיי האָבן ווערן ינדיספּענסאַבאַל מכשירים פֿאַר אַבזערווינג און קאַנטראָולינג די אַלטראַפאַסט דינאַמיש פּראַסעסאַז פון עלעקטראָנס ין אַטאָמס, מאָלעקולעס און האַרט מאַטעריאַלס.

די פּראָטים פּראָצעס פון אַטטאָסקאָנד לאַזער דור

אַטאָסעקאָנד לייזער טעכנאָלאָגיע שטייט בייַ די פאָרפראַנט פון וויסנשאפטלעכע כידעש, באָוסטינג אַ ינטריגינגלי שטרענג שטעלן פון באדינגונגען פֿאַר זייַן דור. צו ילוסטיווע די ינטראַקאַסיז פון אַטאָסעקאָנד לאַזער דור, מיר אָנהייבן מיט אַ קאַנסייס ויסשטעלונג פון זייַן אַנדערלייינג פּרינסאַפּאַלז, נאכגעגאנגען דורך לעבעדיק מעטאַפאָרז דערייווד פון וואָכעדיק יקספּיריאַנסיז. רידערז פון די באַטייַטיק פיזיק דאַרף נישט פאַרצווייפלונג, ווייַל די ריזאַלטינג מעטאַפאָרז ציל צו ופפירן די פאָדיסיישאַנאַל פיזיק פון אַטטאָסקאָנד לייזערז צוטריטלעך.

די דור פּראָצעס פון אַטטאָצכאָנד לייזערז בפֿרט רילייז אויף די טעכניק באוואָרד ווי הויך האַרמאָניק דור (HHG). פירסטלי, אַ שטראַל פון הויך-ינטענסיטי פעמפאָסעקאָנד (10 ^ -15 סעקונדעס) לאַזער פּולסעס טייטלי פאָוקיסט אויף אַ גאַזאַרטיק ציל מאַטעריאַל. עס איז כדאי צו באמערקן אַז פעמטאָסעקעקאָנד לייזערז, ענלעך צו די אַטטאָסקאָנד לייזערז, טיילן די קעראַקטעריסטיקס פון פאַרמעגן קורץ דויפעק דוריישאַנז און הויך שפּיץ מאַכט. אונטער דער השפּעה פון דער טיף לאַזער פעלד, עלעקטראָנס אין די גאַז אַטאָמס זענען מאָומעדאַלי באפרייט פון זייער אַטאָמישע נוקלייי, טראַנייט צוריקקריגן אַ שטאַט פון פריי עלעקטראָנס. ווי די עלעקטראָנס אַסאַלייט אין ענטפער צו דער לאַזער פעלד, זיי יווענטשאַוואַלי צוריקקומען צו און רעקאָמבינע מיט זייער פאָטער אַטאָמישע נוקלייי, קריייטינג נייַ הויך-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע-ענערגיע סטיילז.

בעשאַס דעם פּראָצעס, עלעקטראָנס מאַך אויף גאָר הויך גיכקייַט, און אויף רעקאָמביאַן מיט די אַטאָמישע נוקלייי, זיי מעלדונג נאָך ענערגיע אין דער פאָרעם פון הויך האַרמאָניק ימישאַנז, מאַנאַפעסטינג ווי הויך-ענערגיע פאָנס.

די פריקווענסיעס פון די ניי דזשענערייטאַד הויך-ענערגיע פאָנס זענען ינטאַדזשער מאַלטאַפּאַלז פון דער אָריגינעל לאַזער פריקי, וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן וואָס איז גערופֿן מיט הויך-באַנגער אַרבעט, ווו "כאַרמאָוניקס זענען ינאַגריאַל קייפל אָפטקייַט. צו דערגרייכן אַטאָסעקאָנד לייזערז, עס איז נייטיק צו פילטער און פאָקוס די הויך-סדר כאַרמיקיקס, סעלעקטירן ספּעציפיש כאַרמאָוניקס און קאַנסאַנטרייטינג זיי אין אַ פאָקאַל פונט. אויב איר ווילט, דויפעק קאַמפּרעשייניז טעקניקס קענען ווערן אַבברעוויאַטע די דויפעק געדויער, טראָגן הינטער-קורץ פּאַלסיז אין די אַטאָסעקאָנד קייט. עווידענטלי, דער דור פון אַטטאָצכאָנד לייזערז קאַנסטאַטוץ אַ סאַפיסטיקייטאַד און מאַלטיפאַסאַטיד פּראָצעס, פאדערן אַ הויך גראַד פון טעכניש פּרווינעסס און ספּעשאַלייזד עקוויפּמענט.

צו דימינסאַפיי דעם ינטראַקאַט פּראָצעס, מיר פאָרשלאָגן אַ מעטאַפאָריקאַל פּאַראַלעל גראָונדעד אין וואָכעדיק סינעריאָוז:

פאַמפּסעקסעקסעקסעקסעקאָנד לאַסער פּאַלסיז:

ענוויסיאָן מיט אַ יקסעפּשנאַלי שטאַרק קאַטאַפּאַלט טויגעוודיק פון ינסטאַנטאַניאַסלי כוטער שטיינער אין קאָלאָסאַל ספּידז, ענלעך ספּידז, ענלעך צו די ראָלע מיט הויך-ינטענסיטי פעמפאָסעקאָונד לאַזער פּאַלסיז.

ברייטהאַרציק טאַרגעט מאַטעריאַל:

בילד אַ באַרוט גוף פון וואַסער וואָס סימבאַלייזאַז די גאַס טאַרגעט מאַטעריאַל, ווו יעדער דראָפּלעט פון וואַסער רעפּראַזענץ פילע אַטאָמס פון פילע וואַסער. דער אַקט פון פּראַפּעללינג שטיינער אין דעם גוף פון וואַסער אַנאַלאָגלי מירערז די פּראַל פון הויך-ינטענסיטי פעמפאָסעקאָונד לאַזער פּאַלסיז אויף די גאַזאַרטיק ציל מאַטעריאַל.

עלעקטראָן מאָטיאָן און רעקאָמבינאַטיאָן (פיזיש טערמינען יבערגאַנג):

ווען דער פעמטאָסעקאָנד לייזער פּאַלסיז פּראַל די גאַז אַטאָמס אין די גאַזאַרטיק ציל מאַטעריאַל, אַ באַטייַטיק נומער פון ויסווייניקסט עלעקטראָנס זענען מאָמענטאַלי יקסייטאַד צו אַ שטאַט ווו זיי דיטאַטש פון זייער ריספּעקטיוו אַטאָמישע, פאָרמירן אַ פּלאַזמע-ווי שטאַט. ווי די ענערגיע פון ​​די סיסטעם איז סאַבשייד (זינט די לאַזער פּולסעס זענען ינכעראַנטלי פּולסעד, מיט ינטערוואַלז פון ופהער אָדער די ויסווייניקסט עלעקטראָנס צוריק צו זייער געגנט פון די אַטאָמישע נוקלייי, ריליסינג הויך-ענערגיע פאָטאָנס.

הויך האַרמאָניק דור:

ימאַגינע יעדער מאָל אַ וואַסער דראַפּלעט פאלן צוריק צו דער אָזערע ס ייבערפלאַך, עס קריייץ ריפּאַלז, פיל ווי הויך כאַרמאַניקס אין אַטאָסעקאָנד לייזערז. די ריפּאַלז האָבן העכער פריקוואַנסיז און אַמפּלאַטודז ווי די אָריגינעל ריפּאַלז געפֿירט דורך די גלייכסעקאַסט לאַסאַזעקאָנד לייזער דויפעק. בעשאַס די HHG פּראָצעס, אַ שטאַרק לאַזער שטראַל, ענלעך צו קאַנטיניואַסלי וואָרף שטיינער, ילומאַנייץ אַ גאַז ציל, ריזעמבאַלינג די ייבערפלאַך פון דער אָזערע. דעם טיף לאַזער פיעלד פּראַפּעלז עלעקטראָנס אין די גאַז, אַנאַלאָג צו ריפּאַלז, אַוועק פון זייער פאָטער אַטאָמס און דאַן פּולז זיי צוריק. יעדער מאָל אַ עלעקטראָן קערט צו די אַטאָם, עס עמיץ אַ נייַ לאַזער שטראַל מיט אַ העכער אָפטקייַט, ענלעך צו מער ינטראַקאַט ריפּאַל פּאַטערנז.

פֿילטרירונג און פאָוקיסינג:

קאַמביינינג אַלע די נייע דזשענערייטאַד לאַזער בימז ייעלדס אַ ספּעקטרום פון פאַרשידן פארבן (פריקוואַנסיז אָדער ווייוולענגטס), עטלעכע פון ​​וואָס איז עטלעכע פון ​​די אַטטאָסקאָונד לאַזער. צו יזאָלירן ספּעציפיש ריפּאַל סיזעס און פריקוואַנסיז, איר קענען נוצן אַ ספּעשאַלייזד פילטער, קרויווים צו סעלעקטירן געוואלט ריפּאַלז און אָנשטעלן אַ magnifying גלאז צו פאַנדטאָ אַ ספּעציפיש געגנט.

דויפעק קאַמפּרעשאַן (אויב נייטיק):

אויב איר ווילט צו פאַרמאַכן ריפּפּלעס פאַסטער און קירצער, איר קענען פאַרגיכערן זייער פּראַפּאַגיישאַן ניצן אַ ספּעשאַלייזד מיטל, רידוסינג די צייט יעדער ריפּאַל לאַסץ. די דור פון אַטטאָסקאָנד לייזערז ינוואַלווז אַ קאָמפּלעקס ינטערפּלי פון פּראַסעסאַז. אָבער, ווען צעבראכן אַראָפּ און וויזשוואַלייזד, עס ווערט מער פאַרשטיייק.