最新一项高速微观相机技术,能以HD画质录影单个原子周围所有的电子、在几百阿秒这样
短暂时间段内的活动情况。研究者称,除了录影微观粒子活动,这项技术还对粒子特性产
生实际的影响,为开发速度是现在电子设备数百万倍的光波电子设备铺平道路。
量子世界内粒子的活动,对所有的物理学家都是挑战。比如,现代电脑处理器和智能手机
芯片内部的运作情况,不仅发生在极短的时间段内,而且发生在极其微观的空间中。要想
不断优化这些微小元件,能够“看到”在极短时间段内微观世界中的影像将是辅助研究的
利器。
在这之前,最先进的技术拍到的阿秒瞬间的电子图像,背景很模糊,看不到电子的具体位
置。德国马普所(Max Planck Institute)固态研究中心发明的这项新技术,利用超短激
光脉冲结合扫瞄隧道显微镜,能够看到电子的确切位置。
研究者加格(Manish Garg)说,描隧道显微镜可以看到单个原子的情况,但是追踪的时
间尺度不够小。“扫瞄隧道显微镜和超快脉冲相结合,两种技术互补展现很大的优势。”
有了这项技术,物理学家可测量一个特定时间点内、单个原子周围电子的具体位置,精确
到几百个阿秒,可用于观察分子的化学反应。
比如,在高能光波的作用下,某些分子由于损失了其中一个电子,使得剩余的带电载体要
重新调整,可能就触发与其他分子的某种化学反应。“录影分子的实时活动,对了解化学
活动,以及光能在电子、离子这些带电粒子内的转换过程至关重要。”马普所固态研究中
心主任克恩(Klaus Kern)说。
这项技术不仅录影量子世界的活动,还对粒子的活动产生实际的影响,可有效加速电荷载
体。
“今天的电脑,电子震荡频率为10亿赫兹,”克恩说,“使用超快光脉冲,有可能将频率
提升至万亿赫兹。”这为速度可达今天电脑数百万倍的光波电子技术铺平了道路。
https://www.epochtimes.com/b5/20/2/6/n11848844.htm