Ku dhawaaq muhiim ah oo la soo saaray fiidnimadii Oktoobar 3, 2023, ayaa lagu shaaciyay Abaalmarinta Nobel ee Fiisigiska sanadka 2023, iyadoo la aqoonsanayo tabarucaadka cajiibka ah ee saddex saynisyahan oo door muhiim ah ka qaatay hormuudka tignoolajiyada laser-ka attosecond.

Ereyga "laser-ka attosecond" wuxuu magaciisa ka soo qaatay waqtiga aadka u gaaban ee uu ku shaqeeyo, gaar ahaan habka attosecond, oo u dhiganta 10^-18 ilbiriqsi. Si loo fahmo muhiimadda qoto dheer ee tignoolajiyadan, faham aasaasi ah oo ku saabsan waxa attosecond tilmaamayso ayaa muhiim ah. Attosecond wuxuu u taagan yahay cutub daqiiqad aad u yar, oo ka kooban hal bilyan oo bilyan oo ilbiriqsi gudahood macnaha guud ee hal ilbiriqsi. Si aan tan u dhigno aragti, haddii aan ilbiriqsi la mid noqono buur dheer, attosecond wuxuu la mid noqon doonaa hal xabo oo ciid ah oo ku yaal saldhigga buurta. Muddadan gaaban ee ku meel gaarka ah, xitaa iftiinku si dhib yar ayuu u mari karaa masaafo u dhiganta cabbirka atomka shaqsiga ah. Iyada oo loo marayo isticmaalka laysarka attosecond, saynisyahannadu waxay helaan awood aan hore loo arag oo ay ku baaraan oo ay ku maareeyaan dhaqdhaqaaqa adag ee elektaroonada gudaha qaab-dhismeedka atomiga, oo la mid ah dib-u-ciyaarista dhaqdhaqaaqa gaabiska ah ee qaab-dhismeedka filimka, sidaas darteedna waxay ku dhex milmaan is-dhexgalkooda.

Laysarka Attosecondwaxay matalaan natiijada cilmi-baaris ballaaran iyo dadaallo wadajir ah oo ay sameeyeen saynisyahanno, kuwaas oo adeegsaday mabaadi'da indhaha aan tooska ahayn si ay u sameeyaan laysarka aadka u dheereeya. Imaatinkoodu wuxuu na siiyay meel cusub oo lagu daawado oo lagu sahamiyo hababka firfircoon ee ka dhex socda atamka, molecules, iyo xitaa elektaroonada walxaha adag.

Si loo caddeeyo nooca laysarka attosecond iyo in la qiimeeyo sifooyinkooda aan caadiga ahayn marka la barbar dhigo laysarka caadiga ah, waa lama huraan in la sahamiyo kala-soociddooda gudaha "qoyska laysarka". Kala-soocidda mowjadaha hirarka waxay laysarka attosecond inta badan ku dhejisaa inta u dhaxaysa ultraviolet ilaa mawjadaha raajada jilicsan, taasoo tilmaamaysa mowjadaha dhaadheer ee gaagaaban marka loo eego laysarka caadiga ah. Marka la eego qaababka wax soo saarka, laysarka attosecond waxay hoos yimaadaan qaybta laysarka garaaca, oo lagu garto muddooyinkooda garaaca aadka u gaaban. Si loo sawiro isbarbardhigga caddaynta, qofku wuxuu qiyaasi karaa laysarka hirarka joogtada ah sida laambad iftiimaysa iftiin joogto ah, halka laysarka garaaca uu u eg yahay iftiin strobe ah, oo si degdeg ah u beddelaya xilliyada iftiinka iyo mugdiga. Asal ahaan, laysarka attosecond waxay muujiyaan dhaqan garaacis ah oo ku jira iftiinka iyo mugdiga, haddana kala-guurkooda u dhexeeya labada xaaladood wuxuu ku dhacaa soo noqnoqosho la yaab leh, isagoo gaaraya goobta attosecond.

Kala-soocid dheeraad ah oo ay samaysay koronto ayaa laysarka u riddaa biraha awoodda yar, awoodda dhexdhexaadka ah, iyo awoodda sare leh. laysarka Attosecond waxay gaaraan awood sare oo ugu sarreysa sababtoo ah muddada garaaca wadnaha oo aad u gaaban, taasoo keenta awood sare oo muuqata (P) - oo lagu qeexay xoojinta tamarta halkii cutub (P=W/t). Inkasta oo garaaca laysarka attosecond ee shaqsiga ah aysan yeelan karin tamar aad u weyn (W), haddana heerka ku-meel-gaarka ah ee la soo gaabiyey (t) wuxuu siiyaa awood sare oo sarreysa.

Marka laga hadlayo qaybaha codsiga, laysarka waxay ku fidsan yihiin baaxad ballaaran oo ay ku jiraan codsiyada warshadaha, caafimaadka, iyo sayniska. laysarka Attosecond waxay inta badan ka helaan meel ay ku nastaan ​​​​goobta cilmi-baarista sayniska, gaar ahaan sahaminta dhacdooyinka si degdeg ah u koraya ee ku jira qaybaha fiisigiska iyo kiimikada, iyagoo bixinaya daaqad ku saabsan hababka firfircoon ee degdegga ah ee adduunka microcosmic.

Kala-soocidda habka laysarka ee dhexdhexaadka ah waxay qeexdaa laysarka sida laysarka gaaska, laysarka adag, laysarka dareeraha ah, iyo laysarka semiconductor-ka. Soo saarista laysarka attosecond waxay caadi ahaan ku xiran tahay warbaahinta laysarka gaaska, iyadoo ka faa'iideysanaysa saamaynta indhaha ee aan tooska ahayn si loo abuuro iswaafajin heer sare ah.

Marka la soo koobo, laysarka attosecond waxay ka kooban yihiin fasal gaar ah oo laysarka garaaca gaagaaban ah, oo lagu kala saaro muddada garaaca gaagaaban ee aadka u gaaban, oo badanaa lagu cabbiro ilbiriqsiyo. Natiijo ahaan, waxay noqdeen qalab aan lagama maarmaan u ah daawashada iyo xakamaynta hababka firfircoon ee aadka u degdega ah ee elektaroonada ku jira atomyada, molecules, iyo walxaha adag.

Geedi socodka Dheeriga ah ee Soo saarista Laser-ka Attosecond

Tiknoolajiyadda laysarka Attosecond waxay hormuud ka tahay hal-abuurka sayniska, iyadoo ku faanaysa xaalado xiiso leh oo adag oo loogu talagalay jiilkeeda. Si aan u caddayno waxyaabaha qarsoon ee jiilka laysarka attosecond, waxaan ku bilaabaynaa sharraxaad kooban oo ku saabsan mabaadi'deeda hoose, oo ay ku xigto tusaalooyin cad oo laga soo qaatay waayo-aragnimada maalinlaha ah. Akhristayaasha aan aqoon u lahayn waxyaabaha qarsoon ee fiisikiska khuseeya uma baahna inay quustaan, maadaama tusaalooyinka soo socda ay higsanayaan inay ka dhigaan fiisikiska aasaasiga ah ee laysarka attosecond la heli karo.

Habka loo soo saaro laysarka attosecond wuxuu inta badan ku tiirsan yahay farsamada loo yaqaan High Harmonic Generation (HHG). Marka hore, fallaadhaha laysarka femtosecond ee xoogga badan (10^-15 ilbiriqsi) ayaa si adag loogu diiradda saarayaa walxo bartilmaameed gaas ah. Waxaa xusid mudan in laysarka femtosecond, oo la mid ah laysarka attosecond, ay wadaagaan astaamaha lahaanshaha muddada garaaca gaagaaban iyo awoodda ugu sarreysa ee sare. Iyada oo ay saameynayso goobta laysarka ee xooggan, elektaroonada ku jira atamka gaaska ayaa si ku meel gaar ah looga xoreeyaa nuujiyadooda atomiga, iyagoo si ku meel gaar ah u galaya xaalad elektaroono bilaash ah. Marka elektaroonadani ay ruxmaan iyagoo ka jawaabaya goobta laysarka, waxay ugu dambeyntii ku noqdaan oo dib ugu biiraan nuujiyadooda atomiga ee waalidkood, iyagoo abuuraya xaalado cusub oo tamar sare leh.

Inta lagu jiro hawshan, elektaroonada waxay ku socdaan xawaare aad u sarreeya, marka dib loogu daro xudunta atomiga, waxay sii daayaan tamar dheeraad ah oo qaab ah qiiqa iswaafajinta sare, taasoo u muuqata inay yihiin footoonno tamar sare leh.

Soo noqnoqoshada fotonadan tamarta sare leh ee cusub ee la soo saaray waa tirooyin tirooyin ah oo ka mid ah soo noqnoqoshada laysarka asalka ah, iyagoo sameeya waxa loogu yeero harmonics heer sare ah, halkaas oo "harmonics" ay tilmaamayso soo noqnoqoshada oo ah tirooyin isku dhafan oo ka mid ah soo noqnoqoshada asalka ah. Si loo gaaro laysarka attosecond, waxaa lagama maarmaan ah in la shaandheeyo oo la diiradda saaro iswaafajintan heerka sare ah, iyadoo la dooranayo iswaafajin gaar ah oo lagu xoojinayo barta diiradda. Haddii la rabo, farsamooyinka cadaadiska garaaca wadnaha ayaa si dheeraad ah u soo gaabin kara muddada garaaca, iyagoo soo saaraya garaacyo aad u gaaban oo ku jira heerka attosecond. Sida muuqata, soo saarista laysarka attosecond waxay ka kooban tahay hab casri ah oo dhinacyo badan leh, oo u baahan heer sare oo xirfad farsamo iyo qalab gaar ah.

Si aan u fahanno habkan adag, waxaan bixinaa isbarbardhig tusaale ah oo ku salaysan xaalado maalinle ah:

Laydhka Femtosecond ee Xoogga Sare leh:

Aragti ahaan inaad haysato catapult aad u awood badan oo awood u leh inuu isla markiiba dhagaxyo ku tuuro xawaare aad u weyn, oo la mid ah doorka ay ciyaaraan garaaca laser-ka femtosecond ee xoogga badan.

Walxaha Gaaska ah ee la beegsanayo:

Sawir biyo deggan oo astaan ​​u ah walxaha bartilmaameedka gaaska leh, halkaas oo dhibic kasta oo biyo ah ay matalayso atamka gaaska badan. Ficilka dhagaxyada lagu riixayo jirkan biyaha ayaa si la mid ah u muujinaya saameynta garaaca laser-ka femtosecond ee xoogga badan ee walxaha bartilmaameedka gaaska leh.

Dhaqdhaqaaqa Elektarooniga iyo Dib-u-mideynta (Kala-guurka Jirka ee Loogu Yeeray):

Marka garaaca laysarka femtosecond uu saameeyo atamka gaaska ee ku jira walxaha bartilmaameedka gaaska, tiro badan oo elektaroono dibadda ah ayaa si ku meel gaar ah ugu farxa xaalad ay ka go'aan xudunta atomiga ee ay wadaagaan, iyagoo sameeya xaalad u eg balaasma. Marka tamarta nidaamku ay sii yaraato (maadaama garaaca laysarka si dabiici ah loo garaaco, oo leh kala-goysyo joojin ah), elektaroonadan dibadda ah waxay ku soo noqdaan agagaarkooda nuclei-ga atomiga, iyagoo sii deynaya fotonno tamar sare leh.

Jiil Iswaafajin Sare leh:

Bal qiyaas mar kasta oo dhibic biyood ay dib ugu dhacdo dusha sare ee harada, waxay abuurtaa gariir, sida is-waafajinta sare ee laysarka attosecond. Ripples-yadani waxay leeyihiin soo noqnoqosho iyo baaxad ka sarreeya gariirkii asalka ahaa ee uu sababay garaaca laser-ka femtosecond ee aasaasiga ah. Inta lagu jiro habka HHG, iftiin laysar oo xooggan, oo la mid ah dhagaxyada si joogto ah u tuuraya, ayaa iftiiminaya bartilmaameedka gaaska, oo u eg dusha sare ee harada. Goobta laysarka ee xooggan ayaa electrons-ka ku riixaysa gaaska, oo la mid ah gariirka, kana fogeynaya atamka waalidkood ka dibna dib u jiidaya. Mar kasta oo elektaroonku ku soo laabto atomka, waxay soo saartaa iftiin laysar cusub oo leh soo noqnoqosho sare, oo la mid ah qaababka gariirka ee aadka u adag.

Shaandhaynta iyo Diiradda saarista:

Isku darka dhammaan fallaadhaha laysarka ee cusub ee la sameeyay waxay keenaan noocyo kala duwan oo midabyo kala duwan ah (soo noqnoqoshada ama hirarka hirarka), kuwaas oo qaarkood ay yihiin laysarka attosecond. Si aad u kala soocdo cabbirrada iyo soo noqnoqoshada gaarka ah ee gariirka, waxaad isticmaali kartaa shaandho gaar ah, oo la mid ah xulashada gariiradaha la rabo, oo aad isticmaali kartaa muraayad weyneyn si aad ugu jeediso meel gaar ah.

Cadaadiska Garaaca (haddii loo baahdo):

Haddii aad higsaneyso inaad si dhakhso leh oo gaaban u faafiso gariiradaha, waxaad dardargelin kartaa faafintooda adoo isticmaalaya qalab gaar ah, taasoo yareyneysa waqtiga uu socdo gariir kasta. Soo saarista laysarka attosecond waxay ku lug leedahay is-dhexgal adag oo habab ah. Si kastaba ha ahaatee, marka la kala furfuro oo la sawiro, waxay noqotaa mid la fahmi karo.