Истраживачи праве таласе видљиве светлости

Прво мерење успело је уз помоћ „аттосекундног осцилоскопа“

Лагани талас МПГ
читају наглас

Иако наше очи могу уочити интензитет светлости, али не и светлосни талас, јер се пребрзо љуља, око 1.000 билиона пута у секунди. Међународни тим истраживача са Бечког технолошког универзитета, Института Мак Планцк за квантну оптику и Универзитета у Биелефелду сада је успео да забележи тренутно електрично поље црвене светлости са резолуцијом од 100 аттосекунди. Помоћу ултрабрзих Кс-зрака, њемачко-аустријски тим је први пут успео да поље светлости - попут звукова у синусоидним вибрацијама - директно види и изврши најбрже мерење до сада.

Од чувених експеримената Хајнриха Херца крајем 19. века, познато је да је светлост, попут радио таласа или микроталаса, талас који се састоји од електричног и магнетног поља. Једина разлика је у броју осцилација ових поља у секунди. У радио и микроталасима ове вибрације мењају свој смер око милион до трилијуна пута у секунди. Промена поља ових таласа се може мерити претварањем у електричну струју и репрезентацијом ове струје са посебним електронским уређајима, такозваним осцилоскопима.

Супротно томе, поље светлосних таласа вибрира око 1.000 билиона, 1.000.000.000.000.000 пута у секунди, тако да када јачина поља осцилира између најмање и максимума, износи само око једне фемтосекунде (1 фемтосекунда је једна хиљадина трилијуне секунде). Друго) пролази. Ово је десетинама хиљада пута брже тако да можете да мерите са доступним данашњим уређајима. Да бисте могли да представимо промену у светлосном пољу, потребан је осцилоскоп резолуције од свега неколико стотина аттосекунди (1 атсесекунда је хиљадина фемтосекунде).

Такав распоред мерења сада су реализовали истраживачи око Ференца Крауша. Ово је омогућено употребом импулса меког Кс-зрачења, дугог само 250 аттосекунди, који је исти истраживачки тим генерисао само неколико месеци пре репродукције. Овај изузетно кратки и високоенергетски рендгенски импулс избацује електроне из атома који се користе за мерење јачине електричног поља црвене ласерске светлости која се састоји од само неколико циклуса осцилације.

Електрично поље црвене светлости успорава или убрзава електроне које отпуштају Кс-зраци импулс са временском тачношћу од 100 аттосекунди на светлосни талас. Ако се мери промена енергије електрона (дата у јединици електронских волти, еВ) као функција временске разлике (која је наведена у јединици фемтосекунде, фс) између импулса рендгенских зрака и ласерског светлосног таласа, онда се јасно види раст и пропадање импулса и његове осцилације у периоду од 2, 5 фемтосекунде, што одговара времену црвеног светла са таласном дужином од 750 нм. дисплеј

Измереном променом енергије директно се може одредити тренутна снага и смер електричног поља. Црвена крива показује електрично поље црвеног фемтосекундног светлосног пулса, снимљено мерним уређајем који се може описати као први аттосекундни осцилоскоп. Ова нова техника омогућава директно и тачно мерење јачине поља светлосних импулса веома широког спектра, који се састоји од много различитих боја.

Са способношћу да разрешите временски ток јачине електричног поља, добијате прилику да произведете ултра-кратке бљескове светлости са готово било којим таласним обликом. Постоје многе занимљиве апликације за такве синтетизоване светлосне таласе, као што су циљно управљање атомским и молекуларним процесима, развој молекуларне електронике или рендгенски ласерски извори.

(МПГ, 30.08.2004. - НПО)