Tao anatin'ny fanambarana iray lehibe ny harivan'ny 3 Oktobra 2023, dia naseho ny loka Nobel momba ny Fizika ho an'ny taona 2023, nanehoana ny fandraisan'anjaran'ireo mpahay siansa telo izay nitana andraikitra lehibe tamin'ny maha-mpisava lalana azy teo amin'ny sehatry ny teknolojia laser attosecond.

Ny teny hoe "laser attosecond" dia mahazo ny anarany avy amin'ny vanim-potoana fohy mampino, indrindra amin'ny filaharan'ny attosecond, mifanitsy amin'ny 10^-18 segondra. Mba hahatakarana ny maha-zava-dehibe an'io teknolojia io, ny fahatakarana fototra momba ny dikan'ny attosecond no zava-dehibe indrindra. Ny attosecond dia mijoro ho toy ny singam-potoana faran'izay minitra, izay mahaforona ny iray lavitrisa amin'ny arivo tapitrisa segondra ao anatin'ny sehatra midadasika kokoa ao anatin'ny segondra iray. Raha ampitahaina amin'ny tendrombohitra mijoalajoala ny iray segondra, dia mitovy amin'ny fasika iray mipetraka eo am-pototry ny tendrombohitra ny attosegondra. Amin'ity elanelam-potoana mihelina ity, na ny hazavana aza dia zara raha mamakivaky elanelana mitovy amin'ny haben'ny atoma tsirairay. Amin'ny alàlan'ny fampiasana laser attosecond, ny mpahay siansa dia mahazo ny fahaiza-manao tsy mbola nisy hatrizay handinihana sy hanodikodinana ny fihetsehan'ny elektrôna saro-pady ao anatin'ny rafitra atomika, mitovy amin'ny famerenana mihetsika miadana amin'ny frame-by-frame amin'ny filaharan'ny cinematic, ka miditra amin'ny fifandraisan'izy ireo.

Laser attoseconddia maneho ny fiafaran'ny fikarohana lalina sy ny ezaka iraisan'ny mpahay siansa, izay nampiasa ny foto-kevitry ny optique nonlinear mba hamoronana laser ultrafast. Ny fahatongavan'izy ireo dia nanome antsika fomba fijery vaovao ho an'ny fandinihana sy fikarohana ireo fizotry ny dinamika mitranga ao anatin'ny atoma, molekiola, ary na elektrôna amin'ny akora mivaingana aza.

Mba hanazavana ny toetoetran'ny laser attosecond sy hankasitraka ny toetrany tsy mahazatra raha oharina amin'ny laser mahazatra, dia ilaina ny mandinika ny fanasokajiana azy ireo ao anatin'ny "fianakaviana laser" midadasika kokoa. Ny fanasokajiana amin'ny halavan'ny onjam dia mametraka ny laser attosecond amin'ny ankapobeny ao anatin'ny taratra taratra taratra ka hatramin'ny taratra X-ray malefaka, izay midika fa ny halavan'ny onjan'izy ireo dia fohy kokoa raha oharina amin'ny laser mahazatra. Raha resaka maodely famoahana, ny laser attosecond dia tafiditra ao anatin'ny sokajy laser pulsed, miavaka amin'ny faharetan'ny pulse fohy be. Mba hanaovana fanoharana ho an'ny mazava, dia azo atao ny maka sary an-tsaina ny onjam-pamokarana laser izay mitovy amin'ny tselatra mamoaka tara-pahazavana tsy mitsaha-mitombo, raha ny laser pulsed dia mitovy amin'ny jiro strobe, mifandimby haingana eo anelanelan'ny vanim-potoanan'ny hazavana sy ny haizina. Raha ny tena izy, ny laser attosecond dia mampiseho fihetsika mihetsiketsika ao anatin'ny hazavana sy ny haizina, kanefa ny fifindran'izy ireo eo amin'ny fanjakana roa dia mitranga amin'ny fatra mahazendana, mahatratra ny fanjakan'ny attoseconds.

Ny fanasokajiana fanampiny amin'ny alàlan'ny hery dia mametraka ny laser amin'ny brackets ambany hery, hery antonony ary matanjaka. Ny laser attosecond dia mahazo hery ambony indrindra noho ny faharetan'ny pulse faran'izay fohy, ka miteraka hery ambony (P) - voafaritra ho ny hamafin'ny angovo isaky ny ora (P=W/t). Na dia mety tsy manana angovo lehibe (W) aza ny pulses laser attosecond tsirairay, ny halavany ara-potoana (t) dia manome azy ireo hery ambony ambony.

Raha ny momba ny sehatra fampiharana, ny laser dia mivelatra amin'ny sehatra indostrialy, ara-pitsaboana ary ara-tsiansa. Ny laser attosecond dia mahita voalohany ny toerana misy azy ao anatin'ny sehatry ny fikarohana siantifika, indrindra amin'ny fikarohana ireo trangan-javatra mivoatra haingana ao anatin'ny sehatry ny fizika sy simia, manome varavarankely ho an'ny fizotran'ny tontolon'ny microcosmic haingana.

Ny fanasokajiana amin'ny alàlan'ny laser medium dia mamaritra ny laser ho laser entona, laser solid-state, laser liquids ary laser semiconductor. Ny famokarana laser attosecond dia matetika miantehitra amin'ny haino aman-jery laser entona, mampiasa vola amin'ny vokatra optika tsy mitongilana mba hamoronana harmonika avo lenta.

Raha fintinina, ny laser attosecond dia ahitana kilasy tsy manam-paharoa amin'ny lasers fohifohy, miavaka amin'ny faharetan'ny pulse fohy miavaka, izay refesina amin'ny attosecond. Vokatr'izany dia nanjary fitaovana ilaina amin'ny fijerena sy fanaraha-maso ny fizotry ny elektrôna mavitrika ultrafast ao anatin'ny atoma, molekiola ary akora mivaingana izy ireo.

Ny fizotry ny famokarana laser Attosecond

Ny teknolojia laser Attosecond dia mijoro ho lohalaharana amin'ny fanavaozana siantifika, mirehareha amin'ny fepetra henjana manaitra ho an'ny taranaka. Mba hanazavana ny be pitsiny ny famokarana tamin'ny laser attosecond, dia manomboka amin'ny fanehoana fohifohy ny foto-kevitra fototra, arahin'ny fanoharana mazava azo avy amin'ny zavatra niainany andavanandro. Tsy mila kivy ny mpamaky tsy mahalala ny be pitsiny momba ny fizika mifandraika amin'izany, satria ny metafora manaraka dia mikendry ny hahatonga ny fizika fototry ny laser attosecond ho azo idirana.

Ny fizotry ny famokarana laser attosecond dia miankina amin'ny teknika antsoina hoe High Harmonic Generation (HHG). Voalohany, ny taratra femtosecond mahery (10^-15 segondra) laser pulses dia mifantoka mafy amin'ny fitaovana misy gazy. Tsara ny manamarika fa ny laser femtosecond, mitovy amin'ny laser attosecond, dia mizara ny toetra mampiavaka ny faharetan'ny pulse fohy sy ny hery ambony indrindra. Eo ambanin'ny herin'ny sahan'ny laser mahery vaika, ny elektrôna ao anatin'ireo atôma entona dia navotsotra vetivety avy amin'ny nuclei atomikany, ary miditra amin'ny toetry ny elektronika malalaka. Rehefa mihodinkodina ireo elektrôna ireo ho setrin'ny sahan'ny laser, dia miverina indray izy ireo amin'ny farany ary mitambatra amin'ny nuclei atomika ray aman-dreniny, ka mamorona fanjakana matanjaka vaovao.

Mandritra io dingana io, ny elektrôna dia mihetsika amin'ny hafainganam-pandeha avo dia avo, ary rehefa mitambatra indray amin'ny nokleary atomika, dia mamoaka angovo fanampiny izy ireo amin'ny endrika famoahana harmonic avo, miseho ho foton'ny angovo avo.

Ny fatran'ireo foton'ny angovo mahery vaika vao haingana ireo dia integer multiples amin'ny frequence laser tany am-boalohany, mamorona ilay antsoina hoe harmonics avo lenta, izay ny "harmonics" dia manondro ireo frequences izay fitambarana maromaro amin'ny freque originale. Mba hahazoana laser attosecond dia ilaina ny manivana sy mampifantoka ireo harmonika avo lenta ireo, mifantina harmonics manokana ary mampifantoka azy ireo amin'ny teboka iray. Raha tianao, ny teknika famatrarana pulse dia afaka manafoana bebe kokoa ny faharetan'ny pulse, ka miteraka pulses faran'izay fohy ao anatin'ny elanelana attosecond. Mazava ho azy fa ny famokarana laser attosecond dia dingana be pitsiny sy maro karazana, mitaky fahaiza-manao ara-teknika sy fitaovana manokana.

Mba hanamafisana ity dingana sarotra ity, dia manolotra parallèle metaphorika mifototra amin'ny toe-javatra andavanandro izahay:

Pulses Laser Femtosecond mahery vaika:

Eritrereto hoe manana catapult mahery vaika mahavita mitoraka vato avy hatrany amin'ny hafainganam-pandeha goavana, mitovy amin'ny anjara asan'ny femtosecond laser pulses mahery vaika.

Fitaovan-gazy:

Alaivo sary an-tsaina ny rano milamina iray izay maneho ny fitaovana lasibatra misy gazy, izay ahitana atôma gazy tsy hita isa ny vongan-drano tsirairay. Ny hetsika fanosehana vato ao anatin'io vatan-drano io dia mifanandrify amin'ny fiantraikan'ny fiposahan'ny laser femtosecond mahery vaika amin'ny fitaovana kendrena gazy.

Fihetsiketsehana elektrôna sy recombination (fitetezana ara-batana):

Rehefa misy fiatraikany amin'ny atôma entona ao anatin'ny akora kendrena ny femtosecond laser, dia misy elektrôna maro be no mientanentana vetivety amin'ny fanjakana iray izay miala amin'ny nuclei atomika tsirairay avy, ka mamorona fanjakana mitovy amin'ny plasma. Rehefa mihena ny angovon'ny rafitra avy eo (satria mipoitra amin'ny fomba mahazatra ny pulses laser, misy elanelan'ny fiatoana), miverina any amin'ny manodidina ny nuclei atomika ireo elektrôna ivelany ireo, mamoaka foton'ny angovo mahery vaika.

Generation High Harmonic:

Alao sary an-tsaina hoe isaky ny misy vongan-drano milatsaka eny ambonin'ny farihy, dia miteraka ripples, mitovy amin'ny harmonics avo lenta amin'ny laser attosecond. Ireo ripples ireo dia manana habe sy amplitude avo kokoa noho ny ripples tany am-boalohany nateraky ny fiposahan'ny laser femtosecond voalohany. Nandritra ny fizotran'ny HHG, taratra laser mahery vaika, mitovy amin'ny tora-bato tsy mitsaha-mitombo, manazava ny lasibatra entona iray, mitovy amin'ny eny ambonin'ny farihy. Ity saha laser mahery vaika ity dia manosika ireo elektrôna ao anaty entona, mitovy amin'ny ripples, manalavitra ny atoma ray aman-dreniny ary avy eo misintona azy ireo hiverina. Isaky ny miverina amin'ny atoma ny elektrôna iray, dia mamoaka taratra laser vaovao miaraka amin'ny fatran'ny avo kokoa izy io, mitovy amin'ny lamina be pitsiny kokoa.

Sivana sy fifantohana:

Ny fampifangaroana ireo taratra laser vao novokarina rehetra ireo dia miteraka loko isan-karazany (frequencies na halavan'ny onjam-peo), ny sasany amin'izy ireo dia ny laser attosecond. Mba hanavahana ny habe sy ny onjam-peo manokana dia azonao atao ny mampiasa sivana manokana, mitovy amin'ny fifantenana ny ripples tianao, ary mampiasa fitaratra fanamafisam-peo mba hampifantoka azy ireo amin'ny faritra iray manokana.

Pulse Compression (raha ilaina):

Raha mikasa ny hampiely ripples haingana sy fohy kokoa ianao, dia azonao atao ny manafaingana ny fampielezana azy amin'ny alàlan'ny fitaovana manokana, mampihena ny fotoana maharitra ny ripple tsirairay. Ny famokarana laser attosecond dia misy fifandraisana sarotra amin'ny dingana. Na izany aza, rehefa rava sy azo sary an-tsaina, dia lasa takatra kokoa.