การดูแบบทดสอบนี้อย่างใกล้ชิดจะทำให้คุณได้รู้ว่าทั้งสนามทำงานอย่างไร โมเลกุลเริ่มต้นจากการเป็นอะตอมของกำมะถันที่อยู่ท่ามกลางหมู่ฟลูออรีนหกตัว แต่เวลาจะผ่านไปนานแค่ไหนก่อนที่ SF6 จะกลายเป็นไอออน SF6+ และจากนั้นจะกลายเป็นชิ้นส่วนที่ล่องลอยของ SF4 หรือชิ้นส่วนที่เล็กกว่านั้น และที่สำคัญกว่านั้นคือหลังจากช่วงเวลาของการแตกตัวเป็นไอออน อิเล็กตรอนที่เหลือจะเริ่มปลดปล่อยพันธะที่ยึดโมเลกุลไว้ด้วยกันเมื่อใดและในลำดับใด หากสิ่งเหล่านี้สามารถเรียนรู้ได้ในระบบที่เรียบง่ายนี้ มันจะช่วยนำไปสู่การสร้างระบบและผลิตภัณฑ์ทางเคมีที่ซับซ้อนขึ้นใหม่ ซึ่งใช้ประโยชน์จากความสามารถของอะตอมอย่างเต็มที่ในการจัดเรียงใหม่และรวมตัวกันใหม่
เพื่อหาคำตอบ Leone และกลุ่มของเขาปรับเลเซอร์
และระบบปลายน้ำของกระจกที่ส่งเสียงร้องและอุปกรณ์อื่นๆ จังหวะแรกจะเคลื่อนผ่านกลุ่มก๊าซนีออน ซึ่งมีมูลค่าประมาณหนึ่งพันล้านอะตอม ในห้องสุญญากาศเหล็กที่แข็งแรง ขณะที่ทำเช่นนั้น อะตอมของนีออนแต่ละดวงประสบชะตากรรมแบบเดียวกับที่ Corkum คิดไว้เมื่อเกือบสองทศวรรษที่แล้ว
อิเล็กตรอนในออร์บิทัลที่เปราะบางจะถูกดึงออกจากนิวเคลียสของอะตอมแล้วกระแทกกลับเข้าไปใหม่ อะตอมนีออนที่สั่นสะเทือนแต่ละอะตอมจะพ่นรังสีอัลตราไวโอเลตออกมาเป็นชุดสั้นๆ ขณะที่อิเล็กตรอนรวมตัวกันอีกครั้ง ผลที่ได้คือพัลส์ของลำแสงเลเซอร์ที่พุ่งออกมาจะดำเนินต่อไป โดยแต่ละครั้งจะมีชีพจรอัลตราไวโอเลตระยะไกลอยู่ภายในระยะเวลาประมาณ 450 แอตโตวินาที
ตัวกรองจะแยกและแยกพัลส์ attosecond สิ่งเหล่านี้ได้รับมอบหมายให้เป็นปั๊มพัลส์ แต่ละอันถูกนำลงท่ออีกอันหนึ่งไปยังห้องปฏิกิริยาใกล้สุญญากาศที่สองซึ่งอยู่ห่างออกไปไม่กี่ฟุต ที่นั่น แต่ละอันระเบิดผ่านปอยผมที่รออยู่ของโมเลกุล SF6 และแตกตัวเป็นไอออน พัลส์นั้นสั้นมากจน Leone และทีมของเขารู้แน่ชัดว่าเกิดไอออไนซ์เมื่อใด ดังนั้นพวกมันจึงมีเวลาเป็นศูนย์สำหรับนาฬิกาจับเวลาปรมาณู
ขั้นตอนสุดท้ายคือการหาว่าอิเล็กตรอนกำลังทำอะไรในขณะ
ที่โมเลกุลแตกตัว นั่นคืองานของพัลส์โพรบ — พัลส์เพิ่มเติมเจ็ดเฟมโตวินาทีของแสงเลเซอร์อินฟราเรด พวกมันแตกตัวเป็นไอออนโมเลกุลที่บาดเจ็บสาหัสและเศษซากของมัน พวกเขาทำซ้ำแล้วซ้ำอีก โดยมีช่องว่างเวลาระหว่างพัลส์ปั๊มและโพรบต่างกัน
การวิเคราะห์สเปกตรัมและคุณสมบัติอื่น ๆ ของอิเล็กตรอนที่ถูกขับออกมารอบนี้ควรอนุญาตให้ทีมสร้างภาพยนตร์สโลว์โมชั่นของโครงสร้างพันธะอิเล็กทรอนิกส์ที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว “ง่ายๆ เหรอ” Nagel กล่าวขณะที่เขาดูการตั้งค่า
ยังคงเป็นงานที่กำลังดำเนินการอยู่ “ดูเหมือนว่าอิเลคตรอนจะเข้าไปในเครื่องตรวจจับของเราไม่ถูกต้อง” เขาพึมพำ
ในขณะที่สนามค่อย ๆ เคลื่อนจากแท่นยิงไปสู่การใช้งานจริง หลายคนต่างจับตามองในขั้นตอนต่อไป ประการแรกจะเป็นการพัฒนาสิ่งอำนวยความสะดวกแบบรวมศูนย์ขนาดใหญ่สำหรับการวิจัยแบบ attosecond บางประเภท
สถาบันวิจัยขนาดใหญ่บางแห่งคาดว่าจะหันไปใช้เครื่องเร่งความเร็วเชิงเส้นที่ทรงพลังเป็นพิเศษซึ่งมีความยาวหลายร้อยเมตรถึงกิโลเมตรเพื่อสร้างเลเซอร์ชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเลเซอร์เอ็กซ์เรย์อิเล็กตรอนอิสระ เลเซอร์ดังกล่าวมีพลังมากกว่าเลเซอร์อินฟราเรดแบบตั้งโต๊ะในปัจจุบันนับล้านเท่า ซึ่งกำลังรีดไถรายละเอียดจากกลุ่มเมฆเล็กๆ ของอะตอม ห้องปฏิบัติการเร่งความเร็วแห่งชาติ SLAC ในเมนโลพาร์ก รัฐแคลิฟอร์เนีย เมื่อปีที่แล้วได้สาธิตระบบดังกล่าวเป็นครั้งแรก และยุโรปมีแผนจะเปิดโรงงานเลเซอร์ XFEL ใกล้กับฮัมบูร์ก ประเทศเยอรมนีในปี 2014 (แต่สิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าวมีราคาสูงและไม่แน่นอน สหราชอาณาจักรเป็นเพียง ยกเลิกเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระขนาดใหญ่ แหล่งกำเนิดแสงใหม่)
ไม่ไกลจากห้องทดลองของ Leone ทีม Berkeley อีกทีมหนึ่งกำลังวางแผนสำหรับ “แหล่งกำเนิดแสงรุ่นต่อไป” ที่เป็นไปได้ ใต้เนินเขาจะเป็นเครื่องเร่งความเร็วเชิงเส้นใต้ดินยาวกว่าครึ่งไมล์และมีเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระ 10 ตัวให้เช่าสำหรับนักวิจัยที่มาเยี่ยม นักฟิสิกส์ Roger Falcone เจ้าหน้าที่ของห้องปฏิบัติการกล่าวว่าชีพจร Attosecond จะเป็นส่วนประจำของการผ่าตัด ค่าใช้จ่าย: 1 พันล้านดอลลาร์บวกจากรัฐบาลกลาง เร็วที่สุด แหล่งกำเนิดแสงจะพร้อมใน 10 ปี
ในขณะเดียวกัน วิทยาศาสตร์ attosecond ขนาดเล็กจะพุ่งไปข้างหน้า นักวิจัยกำลังคิดถึงพรมแดนถัดไปในวิทยาศาสตร์ของความกะทัดรัด: พัลส์ zeptosecond สั้นกว่าพันเท่า พวกมันอาจติดตามไม่เพียงแค่การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน แต่ยังติดตามควาร์กภายในนิวเคลียสของอะตอมด้วย เมื่อถามว่าจะทำอย่างไรกับคันเร่งของเขา Falcone ตอบว่า “ฉันไม่รู้”
“ฉันมีความคิด” Corkum ตอบคำถามเดียวกัน “เราจะเริ่มต้นด้วยอิเล็กตรอนในเลเซอร์คลื่นยาวเหมือนตอนนี้ มีเพียงเราเท่านั้นที่จะดึงมันให้ไกลจากอะตอม แล้วขับมันเข้าไปจนสุดในนิวเคลียส” เขาไม่ได้ทำงานที่เหลือในรายละเอียด แต่สักวันหนึ่งจะมีคนพยายามอย่างแน่นอน คอยติดตาม.
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
