Teadlased Berliini Max Borni nimelise mittelineaarse optika ja lühikese aja spektroskoopia instituudis (MBI) on mõõtnud aega täpsusega 12 attosekundit (1.2 x 10-17 s,) mis tähendab uut maailmarekordit lühimas kontrollitavas ajaskaalas.
Tänapäeva laserid suudavad tekitada kuni 100 attosekundi pikkuseid valgusimpulsse, millele ei ole kompromissitult ülilühikeste ajavahemike mõõtmisel vastast, kuna kasutavad mõõtmisteks valgust ennast. Nimelt on valgus väga kõrge sagedusega elektromagnetlaine. Nähtavas spektripiirkonnas võtab üks elektrivälja võnge aega umbes 1200-2500 attosekundit. Järelikult toimuvad ultralühikestel sagedustel võnked veelgi kiiremini.
Ülilühikesed valguse impulsid stabiliseeritud optilise faasiga. Ülilühikesed laseri impulsid sisaldavad neid võnkeid suhteliselt vähe (punane ja sinine joon.) Must joon näitab aga impulsi välja piiri. Maksimaalne välja tugevus saavutatakse kui välja maksimum langeb kokku impulsi keskmega (punane joon.) Uus meetod stabiliseerib impulsi välja mustri. Kaks suurendatud kohta võrdlevad eelmist võngete vähendamise meetodit (roheline raamistus) uue otsese välja mõjutamise meetodiga (kollane raamistus.) Foto·: Forschungsverbund Berlin e.V.
Siiski esinevad tavaliste lühikese impulsiga laserid puhul impulsi keskme suhtes elektrivälja maksimumi suhtes nihkeid. Maksimaalseks väljatugevuseks peab aga impulsikese elektrivälja maksimumiga kokku langema, (näidatud joonisel punase joonena.) Sellest tulenevalt on välja töötatud maksimaalse välja tugevuse ehk laseriimpulsi faasi stabiliseerimiseks.
Koos laserite ehitus ettevõttega Femtolasers on MBI Günter Steinmeyeri juhitud töörühm arendanud meetodi impulsi faasi kontrollimiseks väljaspool laserit. Vastupidiselt varasematele lähenemistele pole laserisisene manipulatsioon enam vajalik. Seega kõrvaldatakse laseritoites ning impulsi pikkuses esineda võivad kõikumised. Impulsi faasi muutmise kindlustab hoopus akusto-optiline muundur, mis mõõdab ning modifitseerib oma töös signaali otseselt. “Otsene faasi muutmine muudab mitmeid attosekundi füüsika ja sagedus metroloogia eksperimente tunduvalt lihtsamaks,” ütles Steinmeyer.
Varem on välja maksimumi stabiliseerimine olnud võimalik täpsuseni 100 attosekundit, mis vastab umbes 1/20 lainepikkusele. Uus meetod lubab aga seda piiri tunduvalt kaugemale lükata. 1.2 x 10-17 sekundit, mis vastab umbes 1/200 lainepikkusest, on aatomi ajaühikust (24 attosekundit) kaks korda väiksem.
Aatomi ajaühik on kiireim võimalik ajaskaala, mida on võimalik aatomi väliskihtides toimuvate protsesside mõõtmiseks kasutada. Uus stabiliseerimismeetod võimaldab looduse kõige kiiremate protsesside uurimisse olulisi edusamme tuua.
Allikas:
Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB) vahendatud läbi Alphagalileo:
“World record for the shortest controllable time.”o