کوتاه ترین پالس الکترونی که تا به حال ایجاد شده است تنها 53 آتوثانیه دوام دارد
الفتریوس گولیلماکیس/دانشگاه روستوک
محققان رکورد کوتاه‌ترین پالس الکترونی ایجاد شده را شکستند و سیگنالی به اندازه 53 آتوثانیه یا 53 میلیاردم یک میلیاردم ثانیه تولید کردند. این دستاورد می‌تواند منجر به میکروسکوپ‌های الکترونی دقیق‌تر شود که قادر به گرفتن تصاویر واضح و ثابت در سطح اتمی به جای خارج از فوکوس هستند. همچنین می تواند سرعت انتقال داده ها را در تراشه های کامپیوتری افزایش دهد.
در سال 2016، تیم گولیلماکیس فلاشی از نور مرئی ایجاد کرد که تنها 380 آتوثانیه دوام آورد. با استفاده از همین تکنیک، این تیم اکنون لیزرها را متمرکز کرده اند تا الکترون ها را از نوک سوزن تنگستن بیرون بیاورند و به خلاء وارد کنند.
پالس های الکترون برای نمایش داده های داخل کامپیوتر یا گرفتن تصاویر در میکروسکوپ های الکترونی استفاده می شود. هرچه پالس ها کوتاه تر باشند، سرعت انتقال اطلاعات بیشتر می شود.
پالس 53 آتوثانیه‌ای الکترون‌هایی که آنها شناسایی کردند، حتی کوتاه‌تر از پالس نوری بود که آن را تحریک می‌کرد. گولیلماکیس می‌گوید در مدل بور از اتم هیدروژن، یک پنجم زمان طول می‌کشد که یک الکترون در اتم هیدروژن به دور هسته آن بچرخد.
نور با فرکانس بسیار بالاتری در نوسان است، بنابراین تیم او از یک انفجار کوتاه نور برای ایجاد یک پالس الکترون استفاده می کند.
کوتاه ترین پالس الکترونی تا به امروز ثبت شده است که تنها 53 میلیاردم یک میلیاردم ثانیه طول می کشد.
گولیلماکیس توضیح می‌دهد: «اگر میکروسکوپ‌های الکترونی را با استفاده از پالس‌های الکترونی آتوثانیه‌ای ایجاد کنیم، آن‌گاه وضوح کافی نه تنها برای دیدن اتم‌ها در حال حرکت، که به اندازه کافی هیجان‌انگیز خواهد بود، خواهیم داشت، بلکه حتی نحوه پرش الکترون‌ها از میان آن اتم‌ها را نیز داریم.
الفتریوس گولیلماکیس در دانشگاه روستوک آلمان و همکارانش تلاش کردند تا مدت زمان این پالس ها را تا حد ممکن کاهش دهند.
از طریق متیو اسپارکس
یک پالس الکترونی کوتاه با سرعت 53 میلیاردم یک میلیاردم ثانیه تولید شده است – آنقدر سریع است که می‌تواند به میکروسکوپ‌ها اجازه دهد تصاویری از الکترون‌هایی که بین اتم‌ها می‌پرند بگیرند.
فیزیک
25 ژانویه 2023
“گاه و بیگاه [in electron microscope images] می بینید که اتم ها خیلی محدود نیستند، کمی مبهم هستند. لزوماً به این دلیل نیست که تفکیک پذیری خوبی ندارند، به این دلیل است که الکترون در یک نقطه دقیق ساکن نیست، درست است؟ این فقط یک ابر در اطراف اتم ها ایجاد می کند. پالس الکترون آتوثانیه به وضوح کمک می کند تا به اندازه کافی سریع باشد تا الکترون های متحرک را بگیرد.
پالس های الکترونی ایجاد شده توسط میدان های الکتریکی در مدارهای معمولی با فرکانس هایی که الکترون ها می توانند در داخل ماده نوسان کنند محدود می شود. گولیلماکیس می گوید که یک پالس باید حداقل نیمی از چرخه این نوسانات را دوام بیاورد زیرا این چرخه است که “نیروی فشار” برای الکترون ها ایجاد می کند.
چنین پالس کوتاهی از الکترون‌ها می‌تواند به میکروسکوپ‌های الکترونی اجازه دهد تا روی برش کوتاه‌تری از زمان تمرکز کنند، مانند کاهش سرعت شاتر دوربین، تا حرکت ذرات را با وضوح بیشتری نشان دهد.
