სიახლეები
მოლეკულების შიგნით ატომებისთვის დრო ძალიან სწრაფად გადის: ისინი მოძრაობენ და ბრუნავენ რამდენიმე ფემტოწამის (10-15 წამი) განმავლობაში. ატომების შიგნით ცალკეული ელექტრონები კიდევ უფრო სწრაფად მოძრაობენ: ისინი ცვლიან თავიანთ ენერგიას და მდებარეობას სივრცეში ათეულობით და ასეულობით ატოწამში (10-18 წამი), რაც სამი რიგით მოკლეა ვიდრე ფემტოწამი. ამიტომ, რომ დავაკვირდეთ ელექტრონებს, ან თუნდაც მათი ენერგიის ცვლილება დავაფიქსიროთ, საჭიროა შეგვეძლოს მათზე წერტილოვნი ზემოქმედება ელექტრონების სიჩქარის რიგის სისწრაფით.
როგორც წესი, ელექტრონის აღგზნებისთვის ფიზიკოსები იყენებენ ლაზერულ იმპულსებს. მაგრამ დიდი ხნის განმავლობაში მაქსიმუმ ფემტოწამიანი იმპულსების გენერირება ხერხდებოდა. იმისათვის, რომ გაზომვის დრო კიდევ უფრო შეგვემცირებინა, საჭირო იყო უფრო მოკლე ტალღის სიგრძის ფოტონების მიღება.
ეს პრობლემა 1987 წელს Anne L'Huillier-ის ჯგუფმა (ლუნდის უნივერსიტეტი, შვეცია) გადაჭრა. მან და მისმა კოლეგებმა ინფრაწითელი შუქი გაატარეს არგონში და აღმოჩინეს, რომ გრძელი ტალღის სიგრძის სინათლით დასხივებამაც კი შეიძლება გამოიწვიოს ძალიან მოკლე იმპულსების წარმოქმნა. ინფრაწითელი შუქით იონიზებული ელექტრონი, ატომთან რეკომბინაციის შემდეგ, აღაგზნებს უმაღლესი რიგის ჰარმონიკებს. შედეგად გენერირდება უფრო მოკლე ტალღის სიგრძის გამოსხივება - ულტრაიისფერ დიაპაზონში - რომელიც წარმოქმნის ხანმოკლე იმპულსს, რომელიც გრძელდება მხოლოდ რამდენიმე ასეული ატოწამი.
1990-იან წლებში ფიზიკოსებმა დაადგინეს ამ მოვლენის არსი. მაგრამ მხოლოდ 2000-იანი წლების დასაწყისში Pierre Agostini-მ და მისმა გუნდმა (ოჰაიოს სახელმწიფო უნივერსიტეტი, აშშ) შექმნეს დანადგარი, რომელსაც შეეძლო ზედიზედ მრავალი ატოწამიანი იმპულსების სერიის გენერირება. ეს მოკლე იმპულსები ემატებოდა გამოსხივების პულსს, რამაც შესაძლებელი გახადა უმაღლესი ჰარმონიკების პარამეტრების კონტროლი. შემდეგ მათ გაზომეს მიღებული იმპულსის სიგრძე - 250 ატოწამი.
პარალელურად მოკლე იმპულსების გენერირებას იკვლევდა Ferenc Krausz-ის ჯგუფი (მაქს პლანკის კვანტური ოპტიკის ინტიტუტი და ლუდვიგ-მაქსიმილიანის-უნივერსიტეტი, გერმანია). მათ მოახერხეს იზოლირებული ერთჯერადი იმპულსების მიღება და მათი დახმარებით გაზომეს რა დრო სჭირდება ელექტრონის ატომიდან ამოგლეჯას.
მას შემდეგ ფიზიკოსებმა იპოვეს ატოწამური იმპულსების სხვადასხვა გამოყენება. ისინი იძლევიან ელექტრონების კვანტური მდგომარეობის უფრო ზუსტი კონტროლის საშუალებას, მაგალითად, ფოტოიონიზაციის დროს. მათი გამოყენება შესაძლებელია ჩახლართული მდგომარეობების წარმოქმნისთვის (ელექტრონსა და კატიონს შორის) და ა.შ.
3 ოქტომბერს ნობელის კომიტეტმა გამოაცხადა, რომ 2023 წლის ნობელის პრემიის ლაურეატები ფიზიკის დარგში გახდნენ პიერ აგოსტინი (აშშ), ფერენც კრაუში (გერმანია) და ენნ ლ'ჰუილიე (შვეცია), მატერიაში ელექტრონების დინამიკის შესასწავლად ატოწამური იმპულსების გენერაციის მეთოდებისთვის. ჯილდოები 10 დეკემბერს სტოკჰოლმში გაიცემა.
წყარო:
