Dina pengumuman anu penting dina malem 3 Oktober 2023, Hadiah Nobel Fisika pikeun taun 2023 diumumkeun, ngakuan kontribusi luar biasa tina tilu élmuwan anu maénkeun peran penting salaku panaratas dina ranah téknologi laser attosecond.

Istilah "laser attosecond" diturunkeun namina tina skala waktu anu luar biasa anu dijalankeunana, khusus dina urutan attodetik, pakait sareng 10^-18 detik. Pikeun ngartos pentingna téknologi ieu, pamahaman dasar ngeunaan naon anu ditandaan attosecond mangrupikeun hal anu paling penting. Attodetik nangtung salaku hijian waktu anu pohara menit, ngabentuk samilyar samilyar detik dina kontéks anu leuwih lega tina sadetik. Pikeun nempatkeun ieu kana sudut pandang, upami urang ngaibaratkeun sadetik sareng gunung anu luhur, attodetik bakal sami sareng butir pasir anu aya di dasar gunung. Dina interval temporal fleeting ieu, sanajan lampu bieu bisa meuntas jarak sarimbag jeung ukuran hiji atom individu. Ngaliwatan pamanfaatan laser attosecond, para élmuwan meunangkeun kamampuhan nu teu pernah aya saméméhna pikeun nalungtik jeung ngamanipulasi dinamika intricate éléktron dina struktur atom, sarupa jeung pigura-demi-bingkai replay slow-motion dina runtuyan cinematic, kukituna delving kana interplay maranéhanana.

laser Attosecondngagambarkeun culmination panalungtikan éksténsif jeung usaha concerted ku élmuwan, anu geus harnessed prinsip optik nonlinier karajinan lasers ultrafast. Kadatanganana parantos masihan kami tempat anu inovatif pikeun observasi sareng eksplorasi prosés dinamis anu lumangsung dina atom, molekul, sareng bahkan éléktron dina bahan padet.

Pikeun ngajelaskeun sifat laser attosecond sareng ngahargaan atribut anu henteu konvensional dibandingkeun sareng laser konvensional, penting pisan pikeun ngajalajah categorizationna dina "kulawarga laser" anu langkung lega. Klasifikasi dumasar panjang gelombang nempatkeun laser attosecond utamana dina rentang ultraviolét ka frékuénsi sinar-X lemes, nandakeun panjang gelombang utamana pondok kontras jeung laser konvensional. Dina hal modeu kaluaran, laser attosecond digolongkeun dina kategori laser pulsa, dicirikeun ku durasi pulsa anu pohara pondok. Pikeun ngagambar analogi pikeun kajelasan, urang tiasa ngabayangkeun laser gelombang kontinyu sapertos senter anu ngaluarkeun sinar cahaya anu terus-terusan, sedengkeun laser pulsed nyarupaan lampu strobo, gancang-gancang alik antara période cahaya sareng gelap. Intina, laser attosecond nunjukkeun paripolah pulsating dina katerangan sareng gelap, tapi transisina antara dua kaayaan lumangsung dina frékuénsi anu pikaheraneun, dugi ka alam attoseconds.

Klasifikasi salajengna ku kakuatan nempatkeun laser kana kurung kakuatan rendah, kakuatan sedeng, sareng kakuatan tinggi. Laser Attosecond ngahontal kakuatan puncak tinggi alatan durasi pulsa pisan pondok maranéhanana, hasilna daya puncak diucapkan (P) - dihartikeun salaku inténsitas énergi per unit waktu (P = W / t). Sanajan pulsa laser attosecond individu bisa jadi teu mibanda énergi exceptionally badag (W), extent temporal disingget maranéhna (t) imparts kalawan kakuatan puncak elevated.

Dina watesan domain aplikasi, lasers bentang spéktrum ngawengku aplikasi industri, médis, jeung ilmiah. Laser Attosecond utamana manggihan niche maranéhanana dina ranah panalungtikan ilmiah, utamana dina eksplorasi fenomena ngembang pesat dina domain fisika jeung kimia, nawarkeun jandela kana prosés dinamis gancang di dunya mikrokosmis.

Categorization ku sedeng laser delineates lasers salaku lasers gas, laser solid-state, laser cair, sarta lasers semikonduktor. Generasi laser attosecond ilaharna gumantung kana média laser gas, capitalizing on épék optik nonlinier pikeun ngahasilkeun harmonik urutan luhur.

Dina kasimpulan, laser attosecond mangrupakeun kelas unik tina laser pulsa pondok, dibédakeun ku durasi pulsa extraordinarily pondok maranéhanana, ilaharna diukur dina attoseconds. Hasilna, aranjeunna janten alat anu penting pikeun niténan sareng ngontrol prosés dinamis ultra-gancang éléktron dina atom, molekul, sareng bahan padet.

Prosés Elaborate of Attosecond Laser Generasi

téhnologi laser Attosecond nangtung di forefront inovasi ilmiah, boasting hiji set intriguingly rigorous kaayaan keur generasi na. Pikeun ngajelaskeun intricacies generasi laser attosecond, urang mimitian ku éksposisi singket tina prinsip dasar na, dituturkeun ku metafora vivid diturunkeun tina pangalaman sapopoé. Pamiarsa anu henteu terang kana seluk-beluk fisika anu relevan henteu kedah asa-asa, sabab metafora anu salajengna tujuanana pikeun ngajantenkeun fisika dasar tina laser attosecond tiasa diaksés.

Prosés generasi laser attosecond utamana ngandelkeun téknik katelah High Harmonic Generation (HHG). Anu mimiti, sinar laser femtosecond intensitas tinggi (10 ^ -15 detik) difokuskeun caket kana bahan target gas. Perhatos yén laser femtosecond, sami sareng laser attosecond, gaduh ciri anu gaduh durasi pulsa anu pondok sareng kakuatan puncak anu luhur. Dina pangaruh médan laser sengit, éléktron dina atom gas anu momentarily liberated tina inti atom maranéhanana, transiently ngasupkeun kaayaan éléktron bébas. Salaku éléktron ieu osilasi dina respon kana widang laser, aranjeunna antukna balik deui jeung recombine jeung inti atom indungna maranéhanana, nyieun kaayaan énergi tinggi anyar.

Salila prosés ieu, éléktron gerak dina laju anu kacida luhurna, sarta sanggeus rekombinasi jeung inti atom, maranéhna ngaleupaskeun énergi tambahan dina bentuk émisi harmonik tinggi, manifesting salaku foton énergi tinggi.

Frékuénsi foton-énergi luhur nu karek dihasilkeun ieu mangrupa lilipetan integer tina frékuénsi laser aslina, ngabentuk naon nu disebut harmonik urutan tinggi, dimana "harmonika" ngalambangkeun frékuénsi anu lilipetan integral tina frékuénsi aslina. Pikeun ngahontal laser attosecond, janten kedah nyaring sareng museurkeun harmonik tingkat luhur ieu, milih harmonik khusus sareng konsentrasi kana titik fokus. Upami hoyong, téknik komprési pulsa salajengna tiasa nyingkat durasi pulsa, ngahasilkeun pulsa ultra-pondok dina rentang attosecond. Evidently, generasi lasers attosecond constitutes hiji prosés canggih tur multifaceted, nungtut gelar luhur prowess teknis na parabot husus.

Pikeun demystify prosés intricate ieu, kami nawiskeun paralel métaforis grounded dina skenario sapopoé:

Pulsa Laser Femtosecond Inténsitas Tinggi:

Bayangkeun gaduh catapult anu luar biasa kuat anu tiasa ngalungkeun batu sacara instan dina kecepatan anu ageung, sami sareng peran anu dicoo ku pulsa laser femtosecond inténsitas tinggi.

Bahan Sasaran Gas:

Bayangkeun awak cai anu tenang anu ngalambangkeun bahan targét gas, dimana unggal titik cai ngagambarkeun sajumlah atom gas. Tindakan ngadorong batu kana awak cai ieu sacara analogi ngeunteung dampak pulsa laser femtosecond inténsitas tinggi dina bahan target gas.

Gerak Éléktron jeung Rekombinasi (Fisik Disebut Transisi):

Nalika pulsa laser femtosecond mangaruhan atom gas dina bahan target gas, sajumlah signifikan éléktron luar momentarily gumbira kana kaayaan dimana aranjeunna coplokkeun tina inti atom masing-masing, ngabentuk kaayaan plasma-kawas. Nalika énérgi sistem saterasna ngirangan (sabab pulsa laser sacara alami berdenyut, nampilkeun interval gencatan), éléktron luar ieu balik deui ka sakuriling inti atom, ngaluarkeun foton énergi anu luhur.

Generasi Harmonik Tinggi:

Bayangkeun unggal waktos titik cai ragrag deui ka permukaan danau, éta nyiptakeun ripples, sapertos harmonik anu luhur dina laser attosecond. Ripples ieu gaduh frékuénsi sarta amplitudo nu leuwih luhur batan ripples aslina disababkeun ku pulsa laser femtosecond primér. Salila prosés HHG, sinar laser anu kuat, mirip sareng terus-terusan ngalungkeun batu, nyaangan target gas, nyarupaan permukaan danau. Médan laser sengit ieu ngadorong éléktron dina gas, sami sareng ripples, ngajauhan atom indungna teras ditarik deui. Unggal éléktron balik deui ka atom, éta ngaluarkeun sinar laser anyar kalawan frékuénsi luhur, sarupa jeung pola ripple leuwih intricate.

Nyaring sareng fokus:

Ngagabungkeun sadaya sinar laser nu karek dihasilkeun ieu ngahasilkeun spéktrum rupa kelir (frékuénsi atawa panjang gelombang), sababaraha nu mangrupakeun laser attosecond. Pikeun ngasingkeun ukuran sareng frékuénsi ripple khusus, anjeun tiasa nganggo saringan khusus, sami sareng milih ripples anu dipikahoyong, sareng nganggo kaca pembesar pikeun museurkeun kana daérah khusus.

Komprési pulsa (upami perlu):

Upami anjeun badé nyebarkeun ripples langkung gancang sareng langkung pondok, anjeun tiasa ngagancangkeun rambatanna nganggo alat khusus, ngirangan waktos unggal ripple. Generasi laser attosecond ngalibatkeun prosés anu kompleks. Sanajan kitu, lamun direcah sarta visualized, éta janten langkung kaharti.