Лазер, разработен по български патент, показа движението на отделните електрони

Учени създадоха рентгенов лазер с най-краткия в света импулс, с продължителност само 43 атосекунди. Този лазерен импулс е най-краткото контролирано събитие, което някога е било създадено от хората.

Професор Теньо Попминчев, който наскоро се премести от Института JILA към Колорадския университет, Боулдър в Калифорнийския университет в Сан Диего, заяви за НаукаOFFNews, че този лазерен апарат е по негов патент.

Братята Теньо и Димитър Попминчеви откриха нов метод в нелинейната оптика, който е в основата на рентгенов лазер със свръхкъси импулси, първо реализиран в 2008-2009 година, и с разширени нови възможности през 2012 и 2015 г.

Постижението на швейцарските учени е въз основа на разработки на българските учени.

Противоположно на всякаква физична интуиция, методът използват инфрачервен лазер с много по-голяма дължина на вълната, за да се генерира рентгенов импулс с много по-кратка дължина на вълната и по-кратка продължителност.

С помощта на подобен инструмент учените от ETH Цюрих могат да наблюдават движенията на отделните електрони по време на химични реакции, съобщи сайтът на Швейцарския федерален технологичен институт в Цюрих.

Професорът на ETH Ханс Якоб Вьорнер (Hans Jakob Wörner) и екипът му успяха да генерират най-краткия лазерен импулс в света с продължителност едва 43 атосекунди (10^-18 сек.). Това е приблизително 23 квадрилиона (10¹⁵) пъти по-кратко от секундата.

Статия, описваща устройство, е публикувана в списание Optics Express.

За да се разбере напълно динамиката на една химическа реакция, учените трябва да могат да изследват всички движения на атоми и молекули в тяхния времеви мащаб.

Докато молекулите се въртят около веднъж на пикосекунда (10^-12), електронните облаци на атомите вече вибрират с характерно време във фемтосекунди (10^-15), а отделните електрони се движат във времевата скала на атосекундите (10^-18). Учените разработиха лазер, който може да записва движението дори на отделните електрони.

^{Томас Гауниц (Thomas Gaumnitz), постдокторант от екипа на професор Ханс Якоб Вьорнер с устройството, което генерира най-кратките лазерни импулси в света. Снимка: ETH Zurich}

"Колкото по-бързо става обмена на зарядите, толкова по-ефективно протича реакцията", - обяснява професор Вьорнер. Освен за наблюдение на химичните реакции, този лазер може да се използва при разработването на по-ефективни соларни клетки, защото сега това ще бъде възможно да се наблюдават всички етапи на преобразуване на фотоните слънчева светлина в електрически сигнал.

С този инструмент учените ще могат не само да наблюдават, но и да се намесват в протичането на реакцията. Такъв лазерен импулс може да промени процеса така, че да може да спре обмена на заряди в определена част от молекулата, което да доведе до прекъсване на химичната връзка. Преди това бе невъзможно по този начин, точково да се намесват в реакцията.

Екипът започна работа по лазер с още по-кратки импулси и по-широк спектър, който ще позволи да се взаимодейства с по-голямо количество различни атоми.

Очаквайте скоро интервю на НаукаOFFNews с професор Теньо Попминчев, човекът, на базата на чиито разработки, статии и патент бе възможно създаването на рентгеновия лазер на ЕТН Цюрих.

Видео на презентация на д-р Теньо Попминчев за неизчерпаемите вариации на свойствата на рентгеновия лазер.

Още по темата

02/06/2017

Физика

Мощен лазер превърна атом в "черна дупка"

05/05/2017

Физика

Най-мощният рентгенов лазер в света произведе първия си изстрел

20/04/2017

Физика

Най-големият рентгенов лазер в света скоро ще бъде включен

22/09/2016

Физика

Българин е в топ 10 на сп.Science News за най-перспективни млади учени