Получены рекордно короткие импульсы света

13.08.2017

Исследовательская группа из университета Центральной Флориды продемонстрировала технологию, позволяющие получить рекордно короткие импульсы рентгеновского излучения, длительность которых составляет 53 аттосекунды. Группа, возглавляемая профессором Зенгу Чангом (Zenghu Chang), побила свой собственный рекорд, установленный ими еще в 2012 году, который на то время составлял 67 аттосекунд.

Аттосекунда равна 10^-18 секунды или одну миллиардную одной миллиардной доли секунды. А за 53 аттосекунды свет успевает пройти расстояние, равное тысячной доле от толщины человеческого волоса. Подобно тому, как при помощи сверхскоростных камер можно сделать запись быстротекущих событий, таких, как попадание летящей пули в цель, при помощи аттосекундных импульсов света можно делать запись еще более быстрых событий, таких, как движение и взаимодействие электронов в атомах или молекулах.

Помимо того, что группе профессора Чанга удалось получить рекордно короткие импульсы рентгена, эти импульсы имели меньшую длину волны, нежели полученные ранее. Частота импульсов света находится в спектральной области так называемого "окна прозрачности воды" (water window), длины волны, активно поглощаемой атомами углерода и абсолютно прозрачной для воды.

Производство рекордно коротких аттосекундных импульсов стало возможным благодаря разработке и применению новых мощных оптических "драйверов", в роли которых выступают фемтосекундные лазеры, излучающие свет с большей длиной волны, и новые методы компрессии световых импульсов.

Полученные учеными короткие импульсы света уже приближаются к той длительности, которая позволит "осветить" процессы, в которых задействованы связанные электроны, перемещающиеся в среде различных материалов. Это, в свою очередь, позволит ученым разработать новые типы полупроводниковых материалов, на базе которых будут созданы чипы, имеющие в тысячи раз большее быстродействие, нежели используемые сегодня.

"Аттосекундные импульсы мягкого рентгеновского излучения могут использоваться для съемки процессов в живых клетках, в которых принимают участие биологические молекулы. Помимо этого, исследования движения электронов и других носителей электрического заряда, позволят нам найти более эффективные материалы для искусственного фотосинтеза, для солнечных батарей и для получения биологического топлива" - рассказывает профессор Чанг.

<< Назад: Лучший подарок - самому себе 14.08.2017

>> Вперед: Батарейка, заряжающаяся от человеческой слюны 13.08.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Экологичный парогенератор для опреснения и очистки воды 21.04.2020 По оценкам, в 2040 году четверть детей в мире будут жить в регионах, где не хватает чистой и питьевой воды. Опреснение морской воды и очистка сточных вод являются двумя возможными способами смягчения этого, и исследователи из Университета Линчепинга разработали дешевый и экологичный парогенератор для опреснения и очистки воды с использованием солнечного света. Парогенератор состоит из аэрогеля, который содержит структуру на основе целлюлозы, декорированную органическим сопряженным полимером PEDOT: PSS. Полимер обладает способностью поглощать энергию солнечного света в инфракрасной части спектра, где переносится большая часть солнечного тепла. Аэрогель имеет пористую наноструктуру, что означает, что в его поры может впитываться большое количество воды. 2 мм слой этого материала может поглощать 99% энергии в спектре солнца. Между водой и аэрогелем также расположена пористая и изолирующая плавающая пена, так что парогенератор удерживается на плаву. Тепло от солнца испаряет воду, а соль и другие материалы остаются позади. Аэрогель долговечен и может быть очищен, например, в соленой воде, так что его можно использовать снова. Это может повторяться много раз. Вода, которая проходит через систему путем испарения, становится очень качественной питьевой водой.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025