N'ime ọkwa dị oke mkpa na mgbede nke Ọktoba 3, 2023, ekpughere ihe nrite Nobel na Physics maka afọ 2023, na-amata onyinye pụrụ iche nke ndị ọkà mmụta sayensị atọ rụrụ ọrụ dị mkpa dị ka ndị ọsụ ụzọ n'akụkụ teknụzụ laser nke abụọ.

Okwu a na-akpọ "laser-attosecond" na-enweta aha ya site na obere oge ọ na-arụ ọrụ na ya, kpọmkwem n'usoro nke attoseconds, kwekọrọ na 10^-18 sekọnd. Iji ghọta ihe teknụzụ a pụtara, nghọta bụ isi nke ihe attosecond na-egosi bụ ihe kacha mkpa. Otu attosecond na-eguzo dị ka nkeji oge karịrị akarị, na-eme ka otu ijeri otu ijeri ijeri nke sekọnd n'ime okirikiri sara mbara nke otu sekọnd. N'iburu nke a n'uche, ọ bụrụ na anyị ejiri otu nke abụọ tụnyere ugwu dị elu, otu n'otu nkeji ga-adị ka otu mkpụrụ ájá nke dị n'ala ugwu ahụ. N'ime oge a na-adịghị adịte aka, ọbụlagodi ọkụ nwere ike ịgafe ebe dị anya na nha atọm n'otu n'otu. Site na iji lasers attosecond, ndị ọkà mmụta sayensị na-enweta ikike a na-enwetụbeghị ụdị ya iji nyochaa na ijikwa usoro mgbagwoju anya nke eletrọn n'ime ihe atomiki, dị ka usoro ihe nkiri na-eji nwayọọ nwayọọ na-emegharị n'usoro cinematic, si otú ahụ na-abanye n'ime mkparịta ụka ha.

Laser nke abụọna-anọchi anya njedebe nke nyocha dị ukwuu na mbọ ndị ọkà mmụta sayensị jikọtara ọnụ, bụ ndị jikwaa ụkpụrụ nke ngwa anya anya na-arụ ọrụ laser ultrafast. Ọbịbịa ha enyela anyị ohere ọhụrụ maka nleba anya na nyocha nke usoro dị ike na-apụta n'ime atom, molecules, na ọbụna electrons n'ime ihe siri ike.

Iji kọwapụta ọdịdị nke lasers attosecond ma nwee ekele maka àgwà ha na-adịghị mma ma e jiri ya tụnyere lasers ochie, ọ dị mkpa iji nyochaa nhazi ha n'ime "ezinụlọ laser." Nhazi site n'ogologo ikuku na-etinye lasers nke abụọ na-abụkarị n'ime oke ultraviolet ruo ugboro X-ray dị nro, na-egosi nke ọma ogologo ogologo ogologo ha dị mkpụmkpụ n'iche na lasers ochie. N'ihe banyere ụdị mmepụta, lasers attosecond na-ada n'okpuru ụdị nke lasers pulsed, nke ejiri ogologo oge pulse ha dị mkpụmkpụ mara. Iji mee ihe atụ maka idoanya, mmadụ nwere ike ịtụ anya na lasers na-efegharị efegharị na-aga n'ihu dị ka ọkụ ọkụ na-ebunye ọkụ na-aga n'ihu, ebe lasers pulsed yiri ìhè strobe, na-agbanwe ngwa ngwa n'etiti oge ìhè na ọchịchịrị. N'ezie, lasers attosecond na-egosipụta omume na-akụda mmụọ n'ime ọkụ na ọchịchịrị, mana ngbanwe ha n'etiti steeti abụọ ahụ na-aga n'ọtụtụ dị ịtụnanya, na-erute n'okirikiri attoseconds.

categorization ọzọ site na ike na-etinye lasers n'ime obere ike, ọkara-ike, na nnukwu ike brackets. Lasers Attosecond na-enweta ike dị elu n'ihi ogologo oge pulse ha dị mkpụmkpụ, na-ebute ike elu akpọpụtara (P) - akọwara dị ka ike nke ike kwa nkeji oge (P = W / t). Agbanyeghi na usu laser attosecond n'otu n'otu nwere ike ọ gaghị enwe ike dị ukwuu (W), mbelata oge oge ha (t) na-enye ha ike dị elu.

N'ihe gbasara ngalaba ngwa, lasers na-agbasa ụdịdị dị iche iche nke gụnyere ngwa ụlọ ọrụ mmepụta ihe, ọgwụ na sayensị. Laser abụọ nke abụọ na-ahụta niche ha n'ime mpaghara nyocha sayensị, ọkachasị na nyocha nke ihe na-agbanwe ngwa ngwa n'ime ngalaba physics na kemistri, na-enye windo n'ime usoro microcosmic dị ngwa ngwa nke ụwa.

categorization nke laser ọkara na-akọwapụta lasers dị ka laser gas, laser steeti siri ike, lasers mmiri mmiri na lasers semiconductor. Ọgbọ nke lasers attosecond na-adaberekarị na mgbasa ozi laser gas, na-etinye ego na mmetụta anya na-adịghị ahụ anya iji kpalite harmonics dị elu.

Na nchịkọta, lasers attosecond bụ klas pụrụ iche nke lasers mkpụmkpụ mkpụmkpụ, nke dị iche iche site na ogologo oge pulse ha na-enweghị atụ, nke a na-atụkarị na sekọnd. N'ihi ya, ha abụrụla ngwa ọrụ dị mkpa maka ilele na ịchịkwa usoro ike elektrọn dị n'ime atọm, molecules, na ihe siri ike.

Usoro nhazi nke Attosecond Laser Generation

Nkà na ụzụ laser Attosecond na-eguzo n'ihu nke mmepụta sayensị, na-anya isi ọnọdụ ọnọdụ siri ike na-adọrọ mmasị maka ọgbọ ya. Iji kọwapụta mgbagwoju anya nke ọgbọ laser attosecond, anyị na-amalite site na nkwuwa okwu dị nkenke nke ụkpụrụ ya dị n'okpuru, na-esote ihe atụ doro anya sitere na ahụmahụ kwa ụbọchị. Ndị na-agụ akwụkwọ amaghị na mgbagwoju anya nke physics dị mkpa ekwesịghị inwe obi nkoropụ, n'ihi na ihe atụ ndị na-esote na-achọ ime ka physics ntọala nke lasers na-aga n'ihu nweta.

Usoro ọgbọ nke lasers attosecond na-adabere na usoro a maara dị ka High Harmonic Generation (HHG). Nke mbụ, ọkụ nke femtosecond dị elu (sekọnd 10-15) laser pulses na-elekwasị anya n'ihe a na-achọ gas. Ọ dị mma ịmara na lasers femtosecond, dị ka lasers nke abụọ, na-ekerịta njirimara nke ịnwe oge mkpirisi mkpirisi na ike dị elu. N'okpuru mmetụta nke ubi laser kpụ ọkụ n'ọnụ, electrons n'ime atom gas na-anapụta nwa oge na nuclei ha, na-abanye n'ọnọdụ nke electrons efu. Ka electrons ndị a na-amagharị na nzaghachi na mpaghara laser, ha na-emecha laghachi azụ ma jikọta ha na nne na nna ha atomiki nuclei, na-emepụta steeti ike ọhụrụ.

N'oge usoro a, electrons na-aga n'ụzọ dị oke elu, na mgbe ha na-ejikọta ya na nuclei atomiki, ha na-ewepụta ike ọzọ n'ụdị mmetụ dị elu, na-egosipụta dị ka foton ike dị elu.

Ugboro nke foton ndị nwere ike dị elu emepụtara ọhụrụ bụ ọnụọgụ integer nke ugboro ole laser mbụ, na-akpụ ihe a na-akpọ harmonics dị elu, ebe “harmonics” na-egosi ugboro ole bụ ihe dị mkpa nke ugboro mbụ. Iji nweta lasers nke abụọ, ọ ga-adị mkpa nzacha na ilekwasị anya n'usoro harmonics ndị a dị elu, na-ahọrọ ihe nkwekọ dị iche iche ma tinye ha n'ime ebe a na-atụgharị uche. Ọ bụrụ na ọchọrọ, usoro mkpakọ pulse nwere ike mebie ogologo oge pulse ahụ, na-amịpụta ultra-short pulses na attosecond nso. N'ụzọ doro anya, ọgbọ nke lasers attosecond bụ usoro ọkaibe na ọtụtụ akụkụ, na-achọ nnukwu nkà na ụzụ na akụrụngwa pụrụ iche.

Iji mebie usoro a dị mgbagwoju anya, anyị na-enye myikọ ihe atụ gbadoro ụkwụ n'ihe ndapụta kwa ụbọchị:

Ọkụ Laser nke Femtosecond dị elu:

Chee echiche inwe catapult nwere ike pụrụ iche nke nwere ike ịtụ okwute ozugbo na nnukwu ọsọ ọsọ, dịka ọrụ siri ike nke femtosecond laser pulses na-arụ.

Ihe Ezubere Gaseous:

Were anya nke uche gị hụ otu mmiri dị jụụ nke na-anọchi anya ihe e lekwasịrị anya gas, bụ́ ebe ntapu mmiri ọ bụla na-anọchi anya ọtụtụ atom gas. Omume ịkwanye okwute n'ime ahụ mmiri a n'otu aka ahụ na-egosipụta mmetụta nke mkpụ ọkụ femtosecond laser dị elu na ihe ezubere iche maka gas.

Ntugharị Electron na Nchikota (Ntugharị Akpọpụtara Anụ ahụ):

Mgbe ụda laser femtosecond na-emetụta atom gas dị n'ime ihe a na-atụ anya gas, ọnụ ọgụgụ dị ịrịba ama nke electrons dị n'èzí na-enwe obi ụtọ nwa oge gaa na steeti ebe ha kewapụrụ na nuclei atọm nke ha, na-etolite ọnọdụ dị ka plasma. Ka ike nke sistemu ahụ mechara na-ebelata (ebe ọ bụ na ọkụ laser na-akụtu n'onwe ya, na-egosipụta oge nkwụsịtụ), elektrọn ndị a dị n'èzí na-alaghachi n'akụkụ ha nke oghere atọm, na-ahapụ foton ndị nwere ike dị elu.

Ọgbọ Harmonic Elu:

Cheedị echiche oge ọ bụla mkpọda mmiri daa azụ n'elu ọdọ mmiri ahụ, ọ na-emepụta ọnyà, dị ka harmonics dị elu na lasers attosecond. Ripples ndị a nwere frequency na amplitudes dị elu karịa nke mbụ ripples kpatara site na ụbụrụ femtosecond laser bụ isi. N'oge usoro HHG, ọkụ laser dị ike, nke yiri ka ọ na-atụba okwute mgbe niile, na-enye ìhè ebumnobi gas, dị ka elu ọdọ mmiri ahụ. Ebe laser siri ike na-ebuli eletrọn n'ime gas, nke yiri mgbịrịgba, pụọ na atom nne na nna ha wee dọghachi ha azụ. Oge ọ bụla eletrọn ga-alaghachi na atom, ọ na-ewepụta ihie laser ọhụrụ nwere oke ugboro dị elu, ya na usoro mgbakasị ahụ gbagwojuru anya.

Nzacha na ilekwasị anya:

Ijikọta ụzarị ọkụ laser ndị a niile emepụtara ọhụrụ na-ewepụta ụdị dị iche iche nke agba dị iche iche (ugboro ma ọ bụ ogologo ogologo), ụfọdụ n'ime ha bụ laser attosecond. Iji kewapụ nha na frequency dị iche iche, ị nwere ike were nzacha pụrụ iche, dịka ịhọrọ ụdọ a chọrọ, ma were enyo na-ebuli elu lekwasị ha anya na mpaghara a kapịrị ọnụ.

Mgbakọ Pulse (ọ bụrụ na ọ dị mkpa):

Ọ bụrụ na ịchọrọ ịgbasa ripples ngwa ngwa na mkpụmkpụ, ị nwere ike mee ngwangwa mgbasa ha site na iji ngwaọrụ pụrụ iche, na-ebelata oge ọ bụla ripple na-adịru. Ọgbọ nke lasers attosecond na-agụnye njikọ dị mgbagwoju anya nke usoro. Otú ọ dị, mgbe a na-agbaji ya ma na-ele ya anya, ọ na-aghọwanye ihe nghọta.