Новый аттосекундный лазер поможет ученым вести наблюдение за отдельными электронами

Международная команда исследователей из Австралии, Северной Америки, и Европы создала модель нового вида аттосекундных лазеров (аттосекунда = 10−18 секунды), благодаря чему будут доступны наблюдения за отдельными электронами атомов. Такой высокой разрешающей способности и скорости сбора данных прежде никогда не было. В случае успеха, новая лазерная система сможет использоваться в широком спектре исследовательской деятельности – от химической, фармацевтической отраслей до химического машиностроения.

Запечатления кадра с электронами задача не из легких – у такой системы должна быть невообразимая скорость, потому что надо захватить объект, который двигается настолько быстро, что может облететь свой центр за 151 миллиардную часть одной миллиардной секунды! Это скорость вращения электрона вокруг водородного ядра, чтобы сделать кадр электрона в движении, ученым понадобиться система способная делать снимки с аттосекундной скоростью. Другими словами нужен лазер, способный к пульсированию в масштабе аттосекунды.

Аттосекундный импульс лазера уже был создан ранние, но он слишком слаб для проведения фактических измерений электронной динамики. Для проведения подобных исследований нужно что-то быстрое и интенсивное. Новое поколение лазерных систем удовлетворяет все данные требования, и при этом их конструкция довольно проста.

Они для получения супер-кратковременных вспышек луча объединяют световые потоки волн различных частот очень точным способом. Но это легче сказать, чем сделать, потому как получить два различных лазерных луча точно просинхронизированых между собой довольно сложно. Для преодоления данной проблемы исследователи построили установку, которая управляет одним лазерным лучом, производя два луча различных частот из одного. Так как данные лучи разделены от одного источника, они без проблем остаются просинхронизированы.

Пока такой лазер не создан, так как ученные все еще не достигли надлежащей интенсивности и продолжительности действия луча, необходимых для измерений в аттосекундных масштабах времени. Но многие ученые уверены в правильности данного решения, и думают, что наблюдения за отдельными электронами – это вопрос времени.