Атогодини, здатні виміряти часові параметри руху електронів. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Атогодини, здатні виміряти часові параметри руху електронів

12.05.2018

Все, що відбувається на атомарному та молекулярному рівнях, відбувається настільки швидко, що це неможливо відчути жодними людськими почуттями. Наприклад, крихітному електрону, щоб переміститися від одного атома до іншого під час хімічної реакції, потрібно всього кілька сотень аттосекунд. А що таке аттосекунда? Візьміть секунду і розділіть її на мільярд частин, а потім одну частину розділіть на мільярд менших частин. Аттосекунда - це 1 * 10 -18 секунди.

Але, для того, щоб зрозуміти те, що відбувається у невидимому "всесвіті" квантових подій, люди потребують можливості вимірювати проміжки часу в масштабах аттосекунди. І на таке здатні нові "атогодини", створені дослідниками з лабораторії лінійних прискорювачів SLAC Стенфордського університету. Як базу нового годинника використовується рентгенівський лазер, здатний виробляти імпульси, тривалістю кілька десятків аттосекунд, який використовувався раніше для зйомки відео подій, що відбуваються на молекулярному рівні.

Однак зйомка подій, що мають відношення до квантової фізики, кардинально відрізняється від зйомки подій в галузі класичної фізики та хімії. Раніше вчені не мали можливості не тільки вимірювати, а й контролювати потужність імпульсів рентгенівського випромінювання. А надто потужні імпульси впливали на тендітний квантовий стан і поведінку частинок, що унеможливлювало правильну інтерпретацію одержуваних даних.

Принципи влаштування аттогодин були запропоновані швейцарськими фізиками ще близько десятиліття тому. Але тільки в даний час почала з'являтися можливість створення такого пристрою, в основі якого лежить деяке обладнання лабораторії SLAC, що вже є в розпорядженні фахівців. Пристрій має діаметр 0.6 метра і розташовується всередині невеликої вакуумної камери. До складу конструкції аттогодин входить 16 циліндричних датчиків, встановлених подібно до спиць в колесі.

"Серцем" аттогодин є атом або молекула, яка є об'єктом досліджень одночасно. Цей об'єкт поміщається у центр кола, утвореного датчиками, і нього починають подаватися імпульси рентгенівського випромінювання. Атом(и) іонізується і втрачає деякі з електронів, які під впливом електричного поля світла лазера прямують у бік датчиків і вловлюються одним з них. "Піймаючи" вільний електрон, вчені можуть вирахувати точне значення енергії, укладеної в рентгенівському імпульсі, і точний момент часу удару цим імпульсом по об'єкту, що досліджується.

<< Назад: Голод омолоджує стовбурові клітини 12.05.2018

>> Вперед: INA260 - цифровий вимірювач струму, напруги та потужності з вбудованим шунтом 11.05.2018

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Випадкова новина з Архіву

Електрон вивчає наноструктуру 14.01.2006

Швейцарські вчені вигадали, як електронами вивчати наноструктури.

У перших кишенькових CD-програвачах було по чотири батареї, яких вистачало на один диск. Матеріалознавці в результаті кропіткої роботи зменшили споживання енергії у п'ятдесят разів. Однак динаміка матеріалу на рівні нанометрів нам досі не зрозуміла.

"Я не знаю, хто і як застосує мій пристрій, але я не маю сумніву, що він допоможе вирішенню цього завдання", - говорить професор Бенуа Дево-Пледран з Федеральної політехнічної школи Лозанни.

Прилад для вивчення наноструктур зробили з електронного мікроскопа, який вставили золотий фотокатод товщиною 20 нанометрів. Його висвітлюють ультрафіолетовим лазером, який вибиває з фотокатода електрони з частотою 80 мільйонів імпульсів на секунду. І кожен із цих імпульсів містить не більше десяти електронів. Потрапляючи на зразок, електрони його збуджують, викликаючи спалахи світла, які фіксує спектрометр з роздільною здатністю 10 пікосекунд.

Цей пристрій випробували на квантових пірамідальних точках з арсеніду галію. У кожній із них є кілька наноструктур. Потрапивши в пірамідку, електрон добирається до найближчої наноструктури, а потім переміщається до точки з мінімумом енергії, тобто у вершину піраміди, звідки й вилітає квант світла. По затримці часу між імпульсом електронів і спалахом світла можна будувати висновки про будову пірамідки.

"Широкий спектр енергії електронів дозволяє досліджувати такі напівпровідники, які неможливо порушити променем лазера, наприклад, алмаз або кремній", - говорить учений.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт