Cercetătorii au doborât recordul pentru cel mai scurt puls de electroni

O echipă de oameni de știință a doborât recordul pentru cel mai scurt puls de electroni care a fost creat vreodată.

Cercetătorii au produs un semnal de doar 53 de attosecunde. Asta înseamnă 53 de miliardimi de secundă.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Cercetătorii spun că noua lor realizare ar putea duce la microscoape electronice mai precise și ar putea, de asemenea, să accelereze transmisia datelor în cipuri de computer, conform unui comunicat de presă.

Cel mai scurt puls de electroni creat vreodată

Impulsurile mai scurte de electroni permit o rată mai mare de transmisie a datelor. Eleftherios Goulielmakis și colegii de la Universitatea din Rostock, din Germania, au lucrat la reducerea cât mai mult posibil a lungimii acestor impulsuri, cu scopul de a contribui la îmbunătățirea aplicațiilor de calcul, precum și a microscoapelor electronice.

În circuitele obișnuite, impulsurile electronilor sunt limitate de frecvența la care electronii pot oscila în interiorul materiei. Potrivit lui Goulielmakis, un puls ar trebui să dureze cel puțin o jumătate de ciclu din aceste oscilații datorită faptului că ciclul creează o „forță de împingere” pentru electroni.

Lumina, în schimb, oscilează la o frecvență mult mai mare, ceea ce i-a determinat pe Goulielmakis și pe echipa sa să folosească o rafală scurtă de lumină pentru a declanșa un puls de electroni.

Folosind această tehnică în 2016, oamenii de știință au creat un fulger de lumină vizibilă care durează doar 380 de attosecunde, notează Interesting Engineering.

Acum, cercetătorii au făcut un pas mai departe și au folosit lasere pentru a elibera în vid electronii de pe vârful unui ac de wolfram. Folosind această metodă, ei au înregistrat un impuls de electroni de 53 de attosecunde. Potrivit lui Goulielmakis, aceasta este o cincime din timpul de care ar avea nevoie un electron pentru a-și orbita nucleul într-un atom de hidrogen și este cel mai scurt puls de electroni produs până în prezent.

Microscoape de mare precizie

Un puls de electroni de o asemenea durată ar putea îmbunătăți microscoapele electronice, permițându-le să dezvăluie mai clar mișcarea particulelor. La sfârșitul anului trecut, oamenii de știință dezvoltau un nou tip de microscop electronic care a fost inspirat de Telescopul Spațial James Webb.

Noul microscop folosește segmente de oglindă pentru a sorta și a aduna lumina la o scară microscopică, pentru a face imagini tridimensionale ale moleculelor atât în poziție, cât și în orientare și pentru a capta imagini mai clare.

Munca lui Goulielmakis și a echipei sale ar putea ajuta, de asemenea, la îmbunătățirea imaginilor microscopului electronic. Într-un interviu pentru NewScientist, el a spus că imaginile cu microscopul electronic sunt adesea „puțin neclare. Nu este neapărat că nu au o rezoluție bună; este pentru că electronul nu stă nemișcat într-un anumit punct; acesta face un ‘nor’ în jurul atomului”.

Ce vom putea vedea cu viitoarele microscoape?

Cu toate acestea, omul de știință a explicat că „pulsul de electroni ce durează câteva attosecunde va ajuta ca rezoluția să fie suficient de rapidă pentru a capta electronii în mișcare”.

„Dacă creăm microscoape electronice folosind pulsurile noastre de electroni de durata attosecundelor, atunci avem o rezoluție suficientă nu numai pentru a vedea atomii în mișcare, ceea ce ar fi deja un lucru interesant, ci chiar și modul în care electronii sar printre acești atomi”, a concluzionat el.

Lucrarea a fost publicată în Nature.

Vă recomandăm să citiți și:

Care va fi următoarea revoluție în tehnologie, în viziunea lui Bill Gates?

Un nou laser ne poate ajuta să detectăm semnele de viață de pe alte planete

Cum ne-ar putea ajuta insectele să prevenim accidentele rutiere?

Un dispozitiv cu ecran tactil s-a dovedit util în studiul primatelor sălbatice