Een onderzoeksteam van de University of Central Florida heeft de snelste lichtpuls ooit ontwikkeld, een röntgenflits van 53 attoseconden.

De groep onder leiding van professor Zenghu Chang verbrak zijn eigen record in 2012:een 67-attoseconde extreem ultraviolette lichtpuls die op dat moment de snelste was.

Op een triljoenste van een seconde, een attoseconde is onvoorstelbaar snel. In 53 attoseconden, licht reist minder dan een duizendste van de diameter van een mensenhaar.

Op dezelfde manier kunnen hogesnelheidscamera's slow-motionvideo opnemen van vliegende kogels, Attoseconde lichtpulsen stellen wetenschappers in staat om met ongekende scherpte beelden van snel bewegende elektronen in atomen en moleculen vast te leggen.

Zoals gemeld 4 augustus in Natuurcommunicatie , de pulsen die Chang nu heeft laten zien, zijn niet alleen korter van duur, maar ook in golflengte. Het nieuwe licht bereikt een belangrijk spectraal gebied, het zogenaamde "watervenster, " waar koolstofatomen sterk absorberen, maar water niet.

"Zulke attoseconde zachte röntgenstralen zouden kunnen worden gebruikt om slow-motion video van elektronen en atomen van biologische moleculen in levende cellen te maken om, bijvoorbeeld, de efficiëntie van zonnepanelen verbeteren door beter te begrijpen hoe fotosynthese werkt, " zei Chang, een UCF Trustee Chair Professor in CREOL, Het College van Optica en Fotonica, en het departement Natuurkunde. Chang is de directeur van het Institute for the Frontiers of Attosecond Science and Technology (iFAST), gevestigd op de afdeling Natuurkunde, waar de experimenten werden uitgevoerd.

Röntgenstralen interageren met de strak gebonden elektronen in materie en kunnen onthullen welke elektronen in welke atomen bewegen, een andere manier bieden om snelle processen in materialen met specificiteit van chemische elementen te bestuderen. Die mogelijkheid is van onschatbare waarde voor de ontwikkeling van de volgende generatie logica- en geheugenchips voor mobiele telefoons en computers die duizend keer sneller zijn dan de huidige.

Het produceren van attoseconde röntgenstralen vereist een nieuw type krachtige driver:femtoseconde lasers met een lange golflengte. Het is een aanpak die Chang en zijn team hebben gepionierd.