ໃນການປະກາດທີ່ສຳຄັນໃນຕອນແລງຂອງວັນທີ 3 ຕຸລາ 2023, ລາງວັນໂນແບລສາຂາຟີຊິກສ໌ປະຈຳປີ 2023 ໄດ້ຖືກເປີດເຜີຍ, ເຊິ່ງເປັນການຮັບຮູ້ເຖິງການປະກອບສ່ວນທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງນັກວິທະຍາສາດສາມຄົນທີ່ມີບົດບາດສຳຄັນໃນຖານະຜູ້ບຸກເບີກໃນຂົງເຂດເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີ attosecond.

ຄຳວ່າ "ເລເຊີ attosecond" ໄດ້ມາຈາກໄລຍະເວລາສັ້ນໆທີ່ມັນເຮັດວຽກ, ໂດຍສະເພາະໃນລຳດັບຂອງ attoseconds, ເຊິ່ງກົງກັບ 10^-18 ວິນາທີ. ເພື່ອເຂົ້າໃຈຄວາມໝາຍອັນເລິກເຊິ່ງຂອງເທັກໂນໂລຢີນີ້, ຄວາມເຂົ້າໃຈພື້ນຖານກ່ຽວກັບສິ່ງທີ່ attosecond ໝາຍເຖິງແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນທີ່ສຸດ. attosecond ເປັນຕົວແທນຂອງຫົວໜ່ວຍເວລາທີ່ມີນາທີຫຼາຍ, ປະກອບເປັນໜຶ່ງພັນລ້ານຂອງໜຶ່ງພັນລ້ານຂອງວິນາທີພາຍໃນສະພາບການທີ່ກວ້າງຂວາງຂອງວິນາທີດຽວ. ເພື່ອເອົາສິ່ງນີ້ເຂົ້າໃນທັດສະນະ, ຖ້າພວກເຮົາປຽບທຽບວິນາທີກັບພູເຂົາສູງຕระຫງ่าน, attosecond ຈະຄ້າຍຄືກັບເມັດຊາຍເມັດດຽວທີ່ຕັ້ງຢູ່ທີ່ຖານຂອງພູເຂົາ. ໃນຊ່ວງເວລາສັ້ນໆນີ້, ແມ່ນແຕ່ແສງສະຫວ່າງກໍບໍ່ສາມາດຂ້າມຜ່ານໄລຍະທາງທີ່ເທົ່າກັບຂະໜາດຂອງອະຕອມສ່ວນບຸກຄົນໄດ້. ຜ່ານການນຳໃຊ້ເລເຊີ attosecond, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ຮັບຄວາມສາມາດທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນໃນການກວດສອບ ແລະ ຈັດການການເຄື່ອນໄຫວທີ່ສັບສົນຂອງເອເລັກຕຣອນພາຍໃນໂຄງສ້າງອະຕອມ, ຄ້າຍຄືກັບການຫຼິ້ນຊ້ຳຊ້າໆແບບເຟຣມຕໍ່ເຟຣມໃນລຳດັບຮູບເງົາ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຂົ້າໄປໃນການພົວພັນກັນຂອງພວກມັນ.

ເລເຊີ Attosecondເປັນຕົວແທນຂອງຈຸດສຸດຍອດຂອງການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງກວ້າງຂວາງ ແລະ ຄວາມພະຍາຍາມຮ່ວມກັນໂດຍນັກວິທະຍາສາດ, ຜູ້ທີ່ໄດ້ນຳໃຊ້ຫຼັກການຂອງແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນເພື່ອສ້າງເລເຊີທີ່ໄວທີ່ສຸດ. ການມາເຖິງຂອງພວກມັນໄດ້ເຮັດໃຫ້ພວກເຮົາມີຈຸດຢືນທີ່ມີນະວັດຕະກໍາສໍາລັບການສັງເກດການ ແລະ ການສຳຫຼວດຂະບວນການເຄື່ອນໄຫວທີ່ເກີດຂຶ້ນພາຍໃນອະຕອມ, ໂມເລກຸນ ແລະ ແມ່ນແຕ່ເອເລັກຕຣອນໃນວັດສະດຸແຂງ.

ເພື່ອອະທິບາຍລັກສະນະຂອງເລເຊີ attosecond ແລະຊື່ນຊົມຄຸນລັກສະນະທີ່ບໍ່ທຳມະດາຂອງມັນເມື່ອທຽບກັບເລເຊີທຳມະດາ, ມັນຈຳເປັນຕ້ອງສຳຫຼວດການຈັດປະເພດຂອງມັນພາຍໃນ "ຄອບຄົວເລເຊີ" ທີ່ກວ້າງຂວາງ. ການຈັດປະເພດຕາມຄວາມຍາວຄື້ນເຮັດໃຫ້ເລເຊີ attosecond ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບຄວາມຖີ່ຂອງລັງສີ ultraviolet ຈົນເຖິງຄວາມຖີ່ຂອງລັງສີ X ອ່ອນ, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ສັ້ນກວ່າຢ່າງເຫັນໄດ້ຊັດເມື່ອທຽບກັບເລເຊີທຳມະດາ. ໃນແງ່ຂອງຮູບແບບຜົນຜະລິດ, ເລເຊີ attosecond ຕົກຢູ່ພາຍໃຕ້ໝວດໝູ່ຂອງເລເຊີທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, ເຊິ່ງມີລັກສະນະໂດຍໄລຍະເວລາການເຄື່ອນໄຫວທີ່ສັ້ນຫຼາຍ. ເພື່ອແຕ້ມການປຽບທຽບເພື່ອຄວາມຊັດເຈນ, ຄົນເຮົາສາມາດຈິນຕະນາການເຖິງເລເຊີຄື້ນຕໍ່ເນື່ອງຄ້າຍຄືກັບໄຟສາຍທີ່ປ່ອຍລັງສີຕໍ່ເນື່ອງ, ໃນຂະນະທີ່ເລເຊີທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຄ້າຍຄືກັບແສງ strobe, ສະຫຼັບກັນຢ່າງໄວວາລະຫວ່າງໄລຍະເວລາຂອງການສ່ອງສະຫວ່າງແລະຄວາມມືດ. ໂດຍຫຍໍ້ແລ້ວ, ເລເຊີ attosecond ສະແດງພຶດຕິກຳການສ່ອງສະຫວ່າງພາຍໃນຄວາມສະຫວ່າງແລະຄວາມມືດ, ແຕ່ການຫັນປ່ຽນລະຫວ່າງສອງສະຖານະຂອງມັນເກີດຂຶ້ນໃນຄວາມຖີ່ທີ່ໜ້າຕື່ນຕາຕື່ນໃຈ, ບັນລຸຂອບເຂດຂອງ attosecond.

ການຈັດປະເພດຕື່ມອີກຕາມພະລັງງານວາງເລເຊີອອກເປັນກຸ່ມພະລັງງານຕ່ຳ, ພະລັງງານປານກາງ, ແລະ ພະລັງງານສູງ. ເລເຊີ Attosecond ບັນລຸພະລັງງານສູງສຸດສູງເນື່ອງຈາກໄລຍະເວລາຂອງກຳມະຈອນທີ່ສັ້ນຫຼາຍ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ພະລັງງານສູງສຸດ (P) ທີ່ຊັດເຈນ - ນິຍາມວ່າແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂອງພະລັງງານຕໍ່ໜ່ວຍເວລາ (P=W/t). ເຖິງແມ່ນວ່າກຳມະຈອນເລເຊີ attosecond ແຕ່ລະອັນອາດຈະບໍ່ມີພະລັງງານທີ່ໃຫຍ່ຫຼວງ (W), ແຕ່ຂອບເຂດເວລາສັ້ນໆຂອງພວກມັນ (t) ໃຫ້ພະລັງງານສູງສຸດທີ່ສູງຂຶ້ນ.

ໃນດ້ານຂົງເຂດການນຳໃຊ້, ເລເຊີກວມເອົາການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ, ການແພດ ແລະ ວິທະຍາສາດ. ເລເຊີ Attosecond ສ່ວນໃຫຍ່ພົບເຫັນຊ່ອງທາງພາຍໃນຂອບເຂດຂອງການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ, ໂດຍສະເພາະໃນການສຳຫຼວດປະກົດການທີ່ພັດທະນາຢ່າງໄວວາພາຍໃນຂົງເຂດຂອງຟີຊິກ ແລະ ເຄມີສາດ, ເຊິ່ງສະເໜີໃຫ້ເຫັນເຖິງຂະບວນການເຄື່ອນໄຫວທີ່ວ່ອງໄວຂອງໂລກຈຸນລະພາກ.

ການຈັດປະເພດຕາມຕົວກາງເລເຊີ ກຳນົດເລເຊີເປັນເລເຊີແກັສ, ເລເຊີສະຖານະແຂງ, ເລເຊີແຫຼວ, ແລະ ເລເຊີເຄິ່ງຕົວນຳ. ການຜະລິດເລເຊີ attosecond ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວແມ່ນຂຶ້ນກັບຕົວກາງເລເຊີແກັສ, ໂດຍນຳໃຊ້ຜົນກະທົບທາງແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ເພື່ອສ້າງຮາໂມນິກລະດັບສູງ.

ສະຫຼຸບລວມແລ້ວ, ເລເຊີ attosecond ປະກອບເປັນຊັ້ນຮຽນທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງເລເຊີກຳມະຈອນສັ້ນ, ໂດດເດັ່ນດ້ວຍໄລຍະເວລາກຳມະຈອນທີ່ສັ້ນທີ່ສຸດ, ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວວັດແທກເປັນ attoseconds. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກມັນຈຶ່ງກາຍເປັນເຄື່ອງມືທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ສຳລັບການສັງເກດ ແລະ ຄວບຄຸມຂະບວນການເຄື່ອນໄຫວທີ່ໄວທີ່ສຸດຂອງເອເລັກຕຣອນພາຍໃນອະຕອມ, ໂມເລກຸນ ແລະ ວັດສະດຸແຂງ.

ຂະບວນການທີ່ລະອຽດອ່ອນຂອງການຜະລິດເລເຊີ Attosecond

ເຕັກໂນໂລຊີເລເຊີ Attosecond ຢືນຢູ່ແຖວໜ້າຂອງນະວັດຕະກໍາທາງວິທະຍາສາດ, ໂດຍມີເງື່ອນໄຂທີ່ເຂັ້ມງວດແລະໜ້າສົນໃຈສໍາລັບການຜະລິດຂອງມັນ. ເພື່ອອະທິບາຍລາຍລະອຽດຂອງການສ້າງເລເຊີ attosecond, ພວກເຮົາເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການອະທິບາຍຫຼັກການພື້ນຖານຂອງມັນຢ່າງຫຍໍ້ໆ, ຕາມດ້ວຍຕົວຢ່າງທີ່ຊັດເຈນທີ່ໄດ້ມາຈາກປະສົບການປະຈໍາວັນ. ຜູ້ອ່ານທີ່ບໍ່ຮູ້ກ່ຽວກັບລາຍລະອຽດຂອງຟີຊິກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງໝົດຫວັງ, ຍ້ອນວ່າຕົວຢ່າງຕໍ່ໄປນີ້ມີຈຸດປະສົງເພື່ອເຮັດໃຫ້ຟີຊິກພື້ນຖານຂອງເລເຊີ attosecond ສາມາດເຂົ້າເຖິງໄດ້.

ຂະບວນການສ້າງເລເຊີ attosecond ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຂຶ້ນກັບເຕັກນິກທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ ການສ້າງຮາໂມນິກສູງ (HHG). ກ່ອນອື່ນໝົດ, ລຳແສງຂອງກຳມັນຕະພາບລັງສີເລເຊີ femtosecond ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມສູງ (10^-15 ວິນາທີ) ຈະຖືກສຸມໃສ່ຢ່າງແໜ້ນໜາໃສ່ວັດສະດຸເປົ້າໝາຍທີ່ເປັນແກັສ. ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນທີ່ຄວນສັງເກດວ່າເລເຊີ femtosecond, ຄ້າຍຄືກັບເລເຊີ attosecond, ມີລັກສະນະຄ້າຍຄືກັນຄືການມີໄລຍະເວລາກຳມັນຕະພາບລັງສີສັ້ນ ແລະ ພະລັງງານສູງສຸດສູງ. ພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງສະໜາມເລເຊີທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ, ເອເລັກຕຣອນພາຍໃນອະຕອມແກັສຈະຖືກປ່ອຍອອກມາຈາກນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມຊົ່ວຄາວ, ເຂົ້າສູ່ສະຖານະຂອງເອເລັກຕຣອນອິດສະຫຼະຊົ່ວຄາວ. ໃນຂະນະທີ່ເອເລັກຕຣອນເຫຼົ່ານີ້ສັ່ນສະເທືອນເພື່ອຕອບສະໜອງຕໍ່ສະໜາມເລເຊີ, ໃນທີ່ສຸດພວກມັນຈະກັບຄືນສູ່ ແລະ ລວມກັບນິວເຄຼຍສ໌ອະຕອມພໍ່ແມ່ຂອງພວກມັນ, ສ້າງສະຖານະພະລັງງານສູງໃໝ່.

ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການນີ້, ເອເລັກຕຣອນເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວສູງຫຼາຍ, ແລະ ເມື່ອການລວມຕົວກັບນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມ, ພວກມັນຈະປ່ອຍພະລັງງານເພີ່ມເຕີມໃນຮູບແບບຂອງການປ່ອຍອາຍພິດຮາໂມນິກສູງ, ເຊິ່ງສະແດງອອກເປັນໂຟຕອນພະລັງງານສູງ.

ຄວາມຖີ່ຂອງໂຟຕອນພະລັງງານສູງທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃໝ່ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຕົວຄູນຈຳນວນເຕັມຂອງຄວາມຖີ່ເລເຊີຕົ້ນສະບັບ, ເຊິ່ງປະກອບເປັນສິ່ງທີ່ເອີ້ນວ່າຮາໂມນິກລຳດັບສູງ, ບ່ອນທີ່ "ຮາໂມນິກ" ໝາຍເຖິງຄວາມຖີ່ທີ່ເປັນຕົວຄູນປະສົມປະສານຂອງຄວາມຖີ່ຕົ້ນສະບັບ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ເລເຊີ attosecond, ມັນຈຳເປັນຕ້ອງກັ່ນຕອງ ແລະ ສຸມໃສ່ຮາໂມນິກລຳດັບສູງເຫຼົ່ານີ້, ເລືອກຮາໂມນິກສະເພາະ ແລະ ສຸມໃສ່ພວກມັນໃຫ້ເປັນຈຸດຈຸດສຸມ. ຖ້າຕ້ອງການ, ເຕັກນິກການບີບອັດກຳມະຈອນສາມາດຫຼຸດໄລຍະເວລາຂອງກຳມະຈອນລົງຕື່ມອີກ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດກຳມະຈອນທີ່ສັ້ນຫຼາຍໃນຊ່ວງ attosecond. ເຫັນໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນວ່າການຜະລິດເລເຊີ attosecond ປະກອບເປັນຂະບວນການທີ່ຊັບຊ້ອນ ແລະ ຫຼາຍດ້ານ, ຕ້ອງການຄວາມສາມາດໃນການໃຊ້ເຕັກນິກ ແລະ ອຸປະກອນພິເສດໃນລະດັບສູງ.

ເພື່ອອະທິບາຍຂະບວນການທີ່ສັບສົນນີ້ໃຫ້ຊັດເຈນ, ພວກເຮົາສະເໜີຕົວຢ່າງປຽບທຽບທີ່ອີງໃສ່ສະຖານະການປະຈຳວັນ:

ກຳໄລເລເຊີເຟມໂຕວິນາທີທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມສູງ:

ລອງນຶກພາບເບິ່ງວ່າມີເຄື່ອງຍິງທີ່ມີພະລັງພິເສດທີ່ສາມາດໂຍນກ້ອນຫີນໄດ້ທັນທີດ້ວຍຄວາມໄວສູງ, ຄ້າຍຄືກັບບົດບາດຂອງກຳມະຈອນເລເຊີ femtosecond ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມສູງ.

ວັດສະດຸເປົ້າໝາຍອາຍແກັສ:

ລອງນຶກພາບເຖິງນ້ຳທີ່ງຽບສະຫງົບເຊິ່ງເປັນສັນຍາລັກຂອງວັດຖຸເປົ້າໝາຍທີ່ເປັນອາຍແກັສ, ບ່ອນທີ່ແຕ່ລະຢອດນ້ຳເປັນຕົວແທນຂອງອະຕອມອາຍແກັສຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ. ການກະທຳຂອງການຍູ້ກ້ອນຫີນລົງສູ່ນ້ຳນີ້ສະທ້ອນເຖິງຜົນກະທົບຂອງກຳມະຈອນເລເຊີ femtosecond ຄວາມເຂັ້ມສູງຕໍ່ວັດຖຸເປົ້າໝາຍທີ່ເປັນອາຍແກັສ.

ການເຄື່ອນທີ່ ແລະ ການລວມຕົວຂອງເອເລັກຕຣອນ (ການຫັນປ່ຽນເອີ້ນວ່າທາງກາຍະພາບ):

ເມື່ອກຳມະຈອນເລເຊີ femtosecond ກະທົບກັບອະຕອມອາຍແກັສພາຍໃນວັດສະດຸເປົ້າໝາຍທີ່ເປັນອາຍແກັສ, ເອເລັກຕຣອນຊັ້ນນອກຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍຈະຖືກກະຕຸ້ນຊົ່ວຄາວໄປສູ່ສະຖານະທີ່ພວກມັນແຍກອອກຈາກນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມຂອງມັນ, ປະກອບເປັນສະຖານະຄ້າຍຄືພລາສມາ. ເມື່ອພະລັງງານຂອງລະບົບຫຼຸດລົງຕໍ່ມາ (ເນື່ອງຈາກກຳມະຈອນເລເຊີຖືກກຳມະຈອນໂດຍທຳມະຊາດ, ມີຊ່ວງເວລາຂອງການຢຸດ), ເອເລັກຕຣອນຊັ້ນນອກເຫຼົ່ານີ້ກັບຄືນສູ່ບໍລິເວນໃກ້ຄຽງກັບນິວເຄຼຍສ໌ຂອງອະຕອມ, ປ່ອຍໂຟຕອນພະລັງງານສູງອອກມາ.

ການສ້າງຮາໂມນິກສູງ:

ລອງນຶກພາບເບິ່ງແຕ່ລະຄັ້ງທີ່ຢົດນ້ຳຕົກລົງສູ່ໜ້ານ້ຳທະເລສາບ, ມັນຈະສ້າງຄື້ນຟອງ, ຄືກັນກັບຮາໂມນິກສູງໃນເລເຊີ attosecond. ຄື້ນຟອງເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມຖີ່ ແລະ ຄວາມກວ້າງຂອງຄື້ນຟອງສູງກວ່າຄື້ນຟອງຕົ້ນສະບັບທີ່ເກີດຈາກກຳມະຈອນເລເຊີ femtosecond ຫຼັກ. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ HHG, ລັງສີເລເຊີທີ່ມີພະລັງ, ຄ້າຍຄືກັບການໂຍນກ້ອນຫີນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ຈະສ່ອງແສງເປົ້າໝາຍອາຍແກັສ, ຄ້າຍຄືກັບໜ້ານ້ຳທະເລສາບ. ສະໜາມເລເຊີທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນນີ້ຊຸກຍູ້ເອເລັກຕຣອນໃນອາຍແກັສ, ຄ້າຍຄືກັບຄື້ນຟອງ, ອອກຈາກອະຕອມແມ່ຂອງມັນ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນດຶງພວກມັນກັບຄືນ. ແຕ່ລະຄັ້ງທີ່ເອເລັກຕຣອນກັບຄືນສູ່ອະຕອມ, ມັນຈະປ່ອຍລັງສີເລເຊີໃໝ່ທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງກວ່າ, ຄ້າຍຄືກັບຮູບແບບຄື້ນຟອງທີ່ສັບສົນກວ່າ.

ການກັ່ນຕອງ ແລະ ການສຸມໃສ່:

ການລວມລັງສີເລເຊີທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃໝ່ທັງໝົດເຫຼົ່ານີ້ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄື້ນສີຕ່າງໆ (ຄວາມຖີ່ ຫຼື ຄວາມຍາວຄື້ນ), ເຊິ່ງບາງອັນປະກອບເປັນເລເຊີ attosecond. ເພື່ອແຍກຂະໜາດ ແລະ ຄວາມຖີ່ຂອງຄື້ນສະເພາະ, ທ່ານສາມາດໃຊ້ຕົວກອງພິເສດ, ຄ້າຍຄືກັບການເລືອກຄື້ນທີ່ຕ້ອງການ, ແລະ ໃຊ້ແວ່ນຂະຫຍາຍເພື່ອໂຟກັສພວກມັນໃສ່ພື້ນທີ່ສະເພາະ.

ການບີບອັດກຳມະຈອນ (ຖ້າຈຳເປັນ):

ຖ້າທ່ານຕັ້ງໃຈທີ່ຈະແຜ່ລາມຄື້ນໄດ້ໄວຂຶ້ນ ແລະ ສັ້ນລົງ, ທ່ານສາມາດເລັ່ງການແຜ່ກະຈາຍຂອງມັນໄດ້ໂດຍໃຊ້ອຸປະກອນພິເສດ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນເວລາທີ່ຄື້ນແຕ່ລະຄື້ນຈະຢູ່ໄດ້. ການສ້າງເລເຊີ attosecond ກ່ຽວຂ້ອງກັບການພົວພັນກັນທີ່ສັບສົນຂອງຂະບວນການຕ່າງໆ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເມື່ອແຍກອອກ ແລະ ເບິ່ງເຫັນພາບໄດ້, ມັນຈະກາຍເປັນເລື່ອງທີ່ເຂົ້າໃຈງ່າຍຂຶ້ນ.