Tao anatin'ny fanambarana lehibe ny harivan'ny 3 Oktobra 2023, no nanambarana ny Loka Nobel momba ny Fizika ho an'ny taona 2023, ho fankasitrahana ny fandraisana anjara miavaka nataon'ireo mpahay siansa telo izay nandray anjara lehibe tamin'ny maha-mpisava lalana azy teo amin'ny sehatry ny teknolojia laser attosecond.

Ny hoe "laser attosecond" dia avy amin'ny fe-potoana fohy dia fohy iasany, indrindra amin'ny filaharan'ny attoseconds, izay mifanandrify amin'ny 10^-18 segondra. Mba hahatakarana ny maha-zava-dehibe ity teknolojia ity, dia tena ilaina ny fahatakarana fototra ny dikan'ny attosecond. Ny attosecond dia mijoro ho toy ny singa fotoana minitra dia minitra, izay mahaforona ny iray lavitrisa amin'ny lavitrisa amin'ny segondra ao anatin'ny segondra iray manontolo. Raha jerena izany, raha ampitahaina amin'ny tendrombohitra avo ny segondra iray, dia mitovy amin'ny fasika iray eo am-pototry ny tendrombohitra ny attosecond. Amin'ity elanelam-potoana fohy ity, na dia ny hazavana aza dia zara raha afaka mamakivaky halavirana mitovy amin'ny haben'ny atôma tsirairay. Amin'ny alàlan'ny fampiasana laser attosecond, dia mahazo ny fahaiza-manao tsy mbola nisy toa azy ny mpahay siansa handinihana sy hifehezana ny dinamika sarotra amin'ny elektrôna ao anatin'ny rafitra atomika, toy ny famerenana miadana isaky ny frame amin'ny andian-tsarimihetsika, ka miditra lalina amin'ny fifandraisan'izy ireo.

Lasera Attosecondmaneho ny fara tampon'ny fikarohana lalina sy ny ezaka ifarimbonan'ireo mpahay siansa, izay nampiasa ny foto-kevitry ny optika tsy mitongilana mba hamoronana laser haingam-pandeha. Ny fahatongavan'izy ireo dia nanome antsika toerana fijery vaovao ho an'ny fandinihana sy fikarohana ireo dingana dinamika mitranga ao anatin'ny atôma, molekiola, ary na dia ny elektrôna aza ao anaty fitaovana mivaingana.

Mba hanazavana ny toetran'ny laser attosecond sy hahatakatra ny toetrany tsy mahazatra raha ampitahaina amin'ny laser mahazatra, dia tena ilaina ny mikaroka ny fanasokajiana azy ireo ao anatin'ny "fianakaviana laser" midadasika kokoa. Ny fanasokajiana araka ny halavan'ny onjam-peo dia mametraka ny laser attosecond amin'ny ankapobeny ao anatin'ny elanelan'ny ultraviolet ka hatramin'ny taratra X malefaka, izay midika fa fohy kokoa ny halavan'ny onjam-peony raha oharina amin'ny laser mahazatra. Raha ny momba ny fomba famoahana, ny laser attosecond dia tafiditra ao anatin'ny sokajy laser pulsed, izay miavaka amin'ny faharetan'ny pulse fohy dia fohy. Mba hanaovana fampitahana ho an'ny fahazavana, ny laser onjam-peo mitohy dia azo eritreretina ho toy ny jiro mamoaka taratra hazavana mitohy, raha toa kosa ny laser pulsed dia mitovy amin'ny jiro strobe, mifandimby haingana eo anelanelan'ny vanim-potoanan'ny hazavana sy ny haizina. Raha fintinina, ny laser attosecond dia mampiseho fihetsika mipoapoaka ao anatin'ny hazavana sy ny haizina, nefa ny fifindrany eo amin'ny toe-javatra roa dia mitranga amin'ny matetika mahagaga, mahatratra ny tontolon'ny attoseconds.

Ny fanasokajiana fanampiny araka ny heriny dia mametraka ny laser ho vondrona ambany hery, antonony hery, ary avo hery. Ny laser attosecond dia mahatratra ny hery faratampony avo lenta noho ny faharetan'ny pulsa fohy dia fohy, ka miteraka hery faratampony miavaka (P) - faritana ho ny hamafin'ny angovo isaky ny fotoana (P=W/t). Na dia mety tsy manana angovo lehibe miavaka (W) aza ny pulsa laser attosecond tsirairay, ny halavan'ny fotoana fohy (t) dia manome azy ireo hery faratampony avo lenta.

Raha ny sehatry ny fampiharana azy, ny laser dia mivelatra amin'ny sehatra maro izay ahitana fampiharana indostrialy, ara-pitsaboana ary ara-tsiansa. Ny laser attosecond dia mahita ny toerany voalohany indrindra ao anatin'ny sehatry ny fikarohana siantifika, indrindra amin'ny fikarohana ireo trangan-javatra mivoatra haingana ao anatin'ny sehatry ny fizika sy simia, izay manolotra varavarankely ho an'ny dingana dinamika haingana ao amin'ny tontolo bitika.

Ny fanasokajiana araka ny fitaovana laser dia mamaritra ny laser ho laser entona, laser solid-state, laser ranoka, ary laser semiconductor. Ny famokarana laser attosecond dia matetika miankina amin'ny fitaovana laser entona, manararaotra ny vokatra optika tsy lineary mba hiteraka harmonics avo lenta.

Raha fintinina, ny laser attosecond dia kilasy miavaka amin'ny laser fohy-pulse, izay miavaka amin'ny faharetan'ny pulse fohy tsy mahazatra, izay matetika refesina amin'ny attoseconds. Vokatr'izany, dia lasa fitaovana tena ilaina izy ireo amin'ny fandinihana sy fanaraha-maso ny fizotran'ny dinamika haingana dia haingana amin'ny elektrôna ao anatin'ny atôma, molekiola ary fitaovana mivaingana.

Ny dingana sarotra amin'ny famokarana laser Attosecond

Eo amin'ny lohalaharana amin'ny fanavaozana ara-tsiansa ny teknolojia laser attosecond, mirehareha amin'ny fepetra henjana sy mahaliana ho an'ny famokarana azy. Mba hanazavana ny fahasarotan'ny famokarana laser attosecond, dia manomboka amin'ny fanazavana fohy momba ny foto-kevitra fototra isika, arahin'ny metafora mazava avy amin'ny traikefa andavanandro. Tsy mila kivy ireo mpamaky tsy mahalala ny fahasarotan'ny fizika mifandraika amin'izany, satria ny metafora manaraka dia mikendry ny hahatonga ny fizika fototry ny laser attosecond ho mora azo.

Ny dingana famokarana laser attosecond dia miankina voalohany indrindra amin'ny teknika fantatra amin'ny anarana hoe High Harmonic Generation (HHG). Voalohany, ny taratra laser femtosecond mahery vaika (10^-15 segondra) dia mifantoka mafy amin'ny fitaovana kendrena entona. Tsara homarihina fa ny laser femtosecond, mitovy amin'ny laser attosecond, dia mizara ny toetran'ny fananana faharetan'ny pulsa fohy sy hery avo lenta. Eo ambanin'ny fiantraikan'ny saha laser mahery vaika, ny elektrôna ao anatin'ny atôma entona dia nafahana vetivety avy amin'ny atôma atomika, miditra vetivety amin'ny toetry ny elektrôna afaka. Rehefa mihetsika ireo elektrôna ireo ho setrin'ny saha laser, dia miverina amin'ny atôma atomika ray aman-dreniny izy ireo amin'ny farany ary mifangaro indray, ka mamorona toetry ny angovo avo lenta vaovao.

Mandritra ity dingana ity, mihetsika amin'ny hafainganam-pandeha avo dia avo ny elektrôna, ary rehefa mifangaro amin'ny nokleary atomika indray izy ireo, dia mamoaka angovo fanampiny amin'ny endrika entona harmonika avo lenta, izay miseho amin'ny maha-fotona manana angovo avo lenta.

Ny hatetik'ireo fotona angovo avo lenta vao novokarina ireo dia ampitomboina isa manontolo amin'ny hatetik'ilay laser tany am-boalohany, ka mamorona izay antsoina hoe harmonika ambony, izay ny "harmonika" dia manondro hatetik'izay ampitomboina amin'ny hatetik'ilay tany am-boalohany. Mba hahazoana laser attosecond, dia ilaina ny manivana sy mifantoka amin'ireo harmonika ambony ireo, mifantina harmonika manokana ary mifantoka amin'ny teboka ifantohana. Raha ilaina, ny teknika famoretana pulse dia afaka manafohy bebe kokoa ny faharetan'ny pulse, ka miteraka pulse fohy dia fohy ao amin'ny elanelana attosecond. Miharihary fa ny famokarana laser attosecond dia dingana sarotra sy maro lafy, izay mitaky fahaiza-manao ara-teknika avo lenta sy fitaovana manokana.

Mba hanazavana ity dingana sarotra ity dia manolotra fanoharana mifanitsy mifototra amin'ny toe-javatra andavanandro izahay:

Pulses Laser Femtosecond mahery vaika:

Alaivo sary an-tsaina hoe manana fitaovana mahery vaika afaka manipy vato avy hatrany amin'ny hafainganam-pandeha goavana, mitovy amin'ny anjara asan'ny taratra laser femtosecond mahery vaika.

Akora kendrena misy entona:

Alaivo sary an-tsaina ny rano tony iray izay maneho ny zavatra kendrena amin'ny alalan'ny entona, izay ny rano tsirairay dia maneho atôma entona maro be. Ny fanosehana vato ao anatin'io rano io dia mitovy amin'ny fiantraikan'ny taratra laser femtosecond mahery vaika amin'ny zavatra kendrena amin'ny alalan'ny entona.

Fihetsehana sy Fifangaroan'ny Elektrôna (Antsoina ara-batana hoe Tetezamita):

Rehefa misy fiantraikany amin'ny atôma entona ao anatin'ilay akora kendrena entona ny fitempon'ny laser femtosecond, dia misy elektrôna ivelany maromaro mientanentana vetivety amin'ny toetry ny fisarahana amin'ny atiny atomika tsirairay avy, ka mamorona toetry ny plasma. Rehefa mihena ny angovon'ny rafitra (satria mitempo voajanahary ny fitempon'ny laser, izay misy elanelana fijanonana), dia miverina any amin'ny manodidina ny atiny atomika ireo elektrôna ivelany ireo, ka mamoaka fotona angovo avo lenta.

Famokarana Harmonika Avo:

Alaivo sary an-tsaina hoe isaky ny milatsaka indray eo amin'ny velaran'ny farihy ny rano indray mitete dia mamorona onja mahery vaika, toy ny harmonika avo lenta amin'ny laser attosecond. Ireo onja ireo dia manana fatran'ny sy amplitude avo kokoa noho ny onja voalohany vokatry ny fitempon'ny laser femtosecond voalohany. Mandritra ny dingana HHG, ny taratra laser mahery vaika, toy ny manipy vato tsy an-kijanona, dia manazava ny lasibatra entona, mitovy amin'ny velaran'ny farihy. Io saha laser mahery vaika io dia manosika ireo elektrôna ao amin'ny entona, mitovy amin'ny onja mahery vaika, hiala amin'ireo atôma ray aman-dreniny ary avy eo dia misintona azy ireo hiverina. Isaky ny miverina any amin'ny atôma ny elektrôna iray, dia mamoaka taratra laser vaovao miaraka amin'ny fatran'ny matetika avo kokoa, mitovy amin'ny lamina onja sarotra kokoa.

Fanivanana sy fifantohana:

Ny fampiarahana ireo taratra laser vao novokarina rehetra ireo dia miteraka loko isan-karazany (fréquences na wavelengths), izay ny sasany amin'izy ireo dia mamorona ny laser attosecond. Mba hanavahana ny haben'ny onja sy ny fréquences manokana, dia azonao ampiasaina ny sivana manokana, toy ny fisafidianana ny onja tiana, ary mampiasa fitaratra lehibe mba hifantohana amin'ny faritra iray manokana.

Fanenjanana ny fitempon'ny fo (raha ilaina):

Raha mikendry ny hampiely haingana kokoa sy fohy kokoa ny onja ianao, dia azonao atao ny manafaingana ny fiparitahany amin'ny fampiasana fitaovana manokana, ka mampihena ny fotoana maharitra ny onja tsirairay. Ny famokarana laser attosecond dia misy fifandraisana sarotra eo amin'ny dingana maro. Na izany aza, rehefa zarazaraina sy jerena an-tsary dia lasa mora takarina kokoa izany.