Zeptosekund- snabba blixtar när atomer filmas

2002-03-19 23:00  
FYSIK Fysiker i USA vill bygga en ny typ av laser, "lasetronen", som kan ge extremt kortvariga ljusblixtar. Blixtarna, som bara är några zeptosekunder långa, ska användas för att fotografera händelser i atomens inre i ultrarapid.

De forskare som söker livets och fysikens allra innersta behöver allt snabbare fotoblixtar i sitt arbete. Med extremt korta ljuspulser går det att frysa den allra snabbaste rörelse i den allra minsta molekyl.

Det senaste är ett förslag till hur man ska kunna åstadkomma ljusblixtar som bara är några zeptosekunder långa (10^-21 s). Zeptoblixtarna ger exempelvis möjlighet att filma, ruta för ruta, vad som sker i atomens inre. Till och med elektronerna kan stoppas i sin virvlande färd runt atomkärnan.

Den extrema "slowmotion"filmen kan bidra till att förklara jonisation, fusion, fission och andra grundläggande processer i atomen.

En zeptosekund är bara en tusendels miljarddels miljarddels sekund lång. Zeptosekunden förhåller sig till en sekund ungefär som en tusendels sekund förhåller sig till hela universums livslängd.

Det är två amerikanska forskare, Alexander Kaplan och Peter Shkolnikov, som skissat på superblixten, som de kallar "lasetronen". Grunden i deras apparat är en kraftig "petawatt"-laser som kan ge ifrån sig ljuspulser på miljoners miljarder watt (10^15 W). Elektroner fångas in av laserljuset och slungas runt av det roterande ljusfältet.

Det är när elektronerna accelereras runt, runt i en knappt mikrometerstor cirkel som de sänder ut det eftersökta, ultrakorta ljuspulserna. Pulserna sänds ut vinkelrätt mot laserljuset som skenet från en fyr.

- Problemet är bara att upptäcka de ultrakorta pulserna, erkänner Alexander Kaplan.

Som tur är ger strömmen från de virvlande elektronerna ifrån sig ett extremt kraftigt magnetfält som avslöjar när ljusblixten skickas ut.

Det är dock oklart vilken färg det är på ljuset i pulserna. Enligt Heisenbergs osäkerhetsprincip går det inte att fastställa våglängden på en så kortvarig blixt. Men de energirikaste fotonerna i det breda spektrat ligger i gammaområdet.

Femtosekundkemi belönades för några år sedan med nobelpris. Det är tillräckligt korta pulser för att se molekyler vibrera (10^-15 s). För mindre än ett år sedan lyckades några fysiker framställa attosekundlånga ljuspulser (10^-18 s). Det ger möjlighet att studera vibrationer i atomkärnan.

Anders Wallerius

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer