2023ko urriaren 3ko arratsaldean, 2023ko Fisikako Nobel saria aurkeztu zen.

"AttoSecond laser" terminoak bere izena ematen du, zehazki, girotuko du, zehazki, atsotoconden ordenan, 10 ^ -18 segundotan dagozkienak. Teknologia honen esanahi sakona ulertzeko, atsotocond batek esan nahi duenaren funtsezko ulermena funtsezkoa da. AttoSecond-a denbora gutxiko unitatekoa da, segundo bat bilioi bat segundo segundo bakar baten testuinguru zabalagoaren barruan. Hori ikuspegian jartzeko, mendi dorre bati segundo bat gustatuko litzaiguke, atsoSoSecond mendiaren oinarrian habiatutako hare ale bakar baten antzekoa izango litzateke. Denbora tarte iheskor honetan, argiztapenek apenas egin dezakete atomo indibidual baten tamainaren baliokidea den distantzia. Zientzialariek ez dute aurrekaririk aurrekaritzaren bidez, elektroien dinamika korapilatsua egitura atomikoen barruan, marko-markoaren motela erreproduzituaren bidez, sekuentzia zinematografikoan erreproduzitzeko.

ATOSECOND laserrakZientzialariek ikerketa estentsiboen eta ahalegin kontzertuen amaiera irudikatzen dute. Haien etorrerak talaia berritzailea eman digu atomoen, molekulen eta baita elektroietan ere material solidoetan transpiratzen diren prozesu dinamikoak behatzeko eta esploratzeko.

Atikod Lasers-en izaera argitzeko eta ohiko laserrekin alderatuta ezohiko ezaugarriak ezagutzea ezinbestekoa da "laserra familia zabalagoaren barruan sailkatzea". Uhin-luzerak sailkapenak ATOSECOND laserrak dira nagusiki, ultramoreen artean, X izpien maiztasun bigunetara, beren uhin-luzera txikiagoak sinatuz, ohiko laserrekin kontrastean. Irteerako moduei dagokienez, ATOSECOND laserrak pultsatutako laserraren kategorian sartzen dira, beren pultsu iraunkorreko iraupenak dituztela. Argitasuna lortzeko analogia bat marrazteko, etengabeko olatu laserrak argiztapen-argiaren argi gisa piztu dezake argi-habe etengabea igortzen, eta laserra pultsatuak argi-argi baten antza dute, argiztapen eta iluntasun aldien artean txandakatuz. Funtsean, ATOSECOND laserrek argiztapen eta iluntasunaren barruan portaera pultsagarria erakusten dute, baina bi estatuen arteko trantsizioa maiztasun harrigarrian transpiratzen da, atsotoconden eremura iristen da.

Potentziaren arabera sailkapen gehiago laserrak potentzia txikiko, potentzia ertaineko eta potentzia handiko euskarrietan. AttoSecond laserrak potentzia gorena lortzen dute pultsu iraupen oso laburrak direla eta, eta, ondorioz, potentzia gailur nabarmenagoa da (P) unitateko energia intentsitate gisa definitua (P = w / t). Nahiz eta atsosecond laser pultsuek ezingo lukete energiarik handirik izan (W), haien neurri txikiagoan (T) laburtua (t) gailur gailur handiz ematen du.

Aplikazio-domeinuei dagokienez, laserrak aplikazio industrialak, medikoak eta zientifikoak biltzen dituen espektroak dira. Atikoko laserrek, batez ere, ikerketa zientifikoaren eremuan aurkitzen dute, batez ere fisikaren eta kimikaren domeinuen barruan fenomeno azkarreko esplorazioan, munduko prozesu dinamikoen mikrokosmikoetan leiho bat eskainiz.

Laser ertainaren arabera sailkatzea laserrak gas laserra, estatu solidoko laserrak, laserra likidoak eta laserra erdieroaleak bezala zehazten ditu. Lasers atsosecond laserrak normalean gas laser bidezko hedabideetan barrena egiten du, efektu optiko ez linealetan kapitalizatzea ordena handiko harmonikoak emateko.

Laburbiltzean, ATOSECOND laserrak pultsu laburreko laserraren klase paregabea osatzen dute, oso aparteko pultsu iraupenak bereizten dituzte, normalean atsotocondetan neurtuta. Ondorioz, ezinbesteko tresnak bihurtu dira elektroien prozesu dinamikoen ultrafastak behatzeko eta kontrolatzeko atomoen, molekulen eta material solidoen barruan.

AttoSecond laser belaunaldiaren prozesu landua

AttoSecond laser teknologia berrikuntza zientifikoaren abangoardian dago, bere belaunaldirako baldintza sorta zorrotz zorrotza du. AttoSecond laser belaunaldiaren korapiloak argitzeko, azpiko printzipioen erakusketa zehatza egiten dugu, eta ondoren, eguneroko esperientzietatik eratorritako metafora biziak. Garrantzitsua den fisikaren zailtasunetan alderantzizko irakurleek ez dute etsi behar, ondorengo metaforek atsosecond lasers irisgarritasunaren fundazio fundazionala errendatzea dute helburu.

Laserra atsotsondoen sorrera prozesua nagusiki belaunaldi harmoniko handiko (HHG) izenarekin ezagutzen den teknikan oinarritzen da. Lehenik eta behin, intentsitate handiko femtosegundo (10 ^ -15 segundo) laser pultsalitateak estutu egiten dira xede gaseosoko material batera bideratuta. Azpimarratzekoa da femtosegundo laserrak, laserra atsosecond-en antzekoak, pultsu iraupen laburrak eta potentzia gailur handiaren ezaugarriak partekatzea. Laser-eremu biziaren eraginpean, gas atomoen barruan elektroiak uneoro askatzen dira beren nukleo atomikoetatik, elektroi libreen egoeran sartuz. Elektroi hauek laser eremuaren aurrean erantzunez, azkenean gurasoen nukleo atomikoekin itzultzen eta birsortzen dituzte, energia handiko estatu berriak sortuz.

Prozesu horretan, elektroiek abiadura handietan mugitzen dira eta nukleo atomikoekin batera birkonbinazioa egiten dute, energia gehigarria askatzen dute emisio harmoniko handietan, energia handiko fotoi gisa agerian uzten dutenak.

Sortutako energia handiko fotoi berrienen maiztasunak jatorrizko laser maiztasunaren multiplo osoak dira, ordena handiko harmonikoak deitzen direnak osatuta, non "Harmonikoak" jatorrizko maiztasunaren multiplo integralak diren maiztasunak adierazten dituena. AttoSecond laserrak lortzeko, beharrezkoa da ordena handiko harmoniko hauek iragaztea eta bideratzea, harmoniko espezifikoak hautatuz eta ardatz batean kontzentratzea. Nahi izanez gero, pultsu konpresio teknikek are gehiago pultsuaren iraupena laburtu dezakete, atsosecond tartean pultsu ultra-laburrak emanez. Bistan denez, atsoteka laserrak sortzea prozesu sofistikatua eta analizatua da, gaitasun tekniko eta espezializatutako ekipamendu maila handia eskatzen du.

Prozesu korapilatsu hau desmitifikatzeko, eguneroko eszenatokietan oinarritutako paralelo metaforikoa eskaintzen dugu:

Intentsitate handiko femtosecond laser pultsuak:

Abiadura aparteko katapulta izan da, berehala harriak eta abiadura kolosatikoan, intentsitate handiko femtosecond laser pultsatuek betetzen duten rolaren antzekoa.

Xede gaseoso materiala:

Irudikatu xede gaseosoaren materiala sinbolizatzen duen ur-gorputz lasaia, ur tanta bakoitzak gas atomo ugari adierazten dituen. Harriak ur-gorputz honetara bultzatzeko egiteak modu analogikoan islatzen du intentsitate handiko femtosecond laser pultsuen eragina xede gaseosoko materialean.

Elektroien higidura eta birkonbinazioa (fisikoki deitutako trantsizioa):

FemtoSecond laser pultsuek gase atomoek xede gaseosoaren materialaren eragina dutenean, kanpoko elektroi kopuru garrantzitsu bat momentuz hunkituta dago dagozkien nukleo atomikoetatik bereizten duten egoerarekin, plasma itxurako egoera osatuz. Ondoren, sistemaren energia gutxitu ahala (laserraren pultsuak berezko pultsatuak baitira, bertan behera uzten duten elektroi hauek nukleo atomikoen inguruetara itzultzen dira, energia handiko fotoi askatzen dutenak.

Belaunaldi harmoniko handia:

Imajina ezazu ur tanta bat aintziraren gainazalera erortzen den bakoitzean, zurrumurruak sortzen ditu, harmoniko altuak bezala, atsosecond laserretan. Erribera hauek maiztasun eta anplituzio handiagoak dituzte, Femtosecond Laser Pulse nagusiak eragindako jatorrizko zurrumurruak baino. HHG prozesuan zehar, laser izpi indartsua, harri etengabe botatzeko, gasaren xede bat pizten du, aintziraren azaleraren antza du. Laser-eremu bizia honek gasolinaren elektroiak bultzatzen ditu, analogikoak, gurasoen atomoetatik urrun eta gero atzera botatzen ditu. Elektroi bat atomoari itzultzen zaion bakoitzean, laser izpi berria igortzen du maiztasun handiagoarekin, patroi eredu korapilatsuagoekin.

Iragazketa eta bideratzea:

Sortutako laser izpi berri horiek guztiak konbinatzeak hainbat kolore (maiztasun edo uhin-luzerak) espektroak ematen ditu, eta horietako batzuk Atosecond laser osatzen dute. Ripple tamaina eta maiztasun zehatzak isolatzeko, iragazki espezializatua erabil dezakezu, nahi dituzun riplak hautatzeak eta lupa bat erabiltzen dute eremu jakin batera bideratzeko.

Pultsu konpresioa (beharrezkoa bada):

Ripples azkarrago eta laburragoak hedatzea helburu baduzu, bere hedapena azkartu dezakezu gailu espezializatua erabiliz, ripple bakoitza irauten duen denbora murriztuz. AttoSecond laserrak sortzeak prozesuen elkarrekintza konplexua dakar. Hala ere, apurtuta eta ikusgai dagoenean, ulergarriagoa bihurtzen da.