Onderzoekers van de University of Central Florida hebben gegenereerd wat wordt beschouwd als de snelste lichtpuls ooit ontwikkeld.

De puls van 53 attoseconden, verkregen door professor Zenhgu Chang, UCF trustee chair en professor in het Centre for Research and Education in Optics and Lasers, College van Optica en Fotonica, en departement Natuurkunde, en zijn groep aan de universiteit, werd gefinancierd door het Army Research Office van het US Army Research Laboratory.

specifiek, het werd gefinancierd door ARO's Multidisciplinair Universitair Onderzoeksinitiatief getiteld "Post-Born-Oppenheimer Dynamics met behulp van geïsoleerde Attoseconde pulsen, " onder leiding van ARO's Jim Parker en Rich Hammond.

Dit verslaat het teamrecord van een 67-attoseconde extreme ultraviolette lichtpuls uit 2012.

Met Attoseconde lichtpulsen kunnen wetenschappers beelden vastleggen van snel bewegende elektronen in atomen en moleculen met ongekende scherpte, het mogelijk maken van vooruitgang in de technologie van zonnepanelen, logica- en geheugenchips voor mobiele telefoons en computers, en in het leger in termen van het verhogen van de snelheid van elektronica en sensoren, evenals identificatie van bedreigingen.

"Dit is de kortste laserpuls ooit geproduceerd, "Zei Hammond. "Het opent nieuwe deuren in spectroscopie, waardoor de identificatie van schadelijke stoffen en explosieve resten."

Hammond merkte op dat deze prestatie ook een nieuw en zeer effectief hulpmiddel is om de dynamiek van atomen en moleculen te begrijpen, waardoor waarnemingen mogelijk zijn van hoe moleculen worden gevormd en hoe elektronen in atomen en moleculen zich gedragen.

"Dit kan ook worden uitgebreid tot systemen met gecondenseerde materie, waardoor ongekende nauwkeurigheid en detail van atomaire, moleculair, en zelfs fase, veranderingen, Hammond zei. "Dit vormt de basis voor veel nieuwe soorten experimenten, en duwt de natuurkunde vooruit met het vermogen om materie beter dan ooit tevoren te begrijpen."

Chang herhaalde Hammonds gevoelens dat deze prestatie een doorbraak zou betekenen voor verder onderzoek op dit gebied.

"De fotonenergie van de attoseconde röntgenpulsen is twee keer hoger dan eerdere attoseconde lichtbronnen en bereikte de koolstof K-rand (284 eV), die het mogelijk maakt om kernelektronendynamica zoals Auger-processen, ' zei Chang. 'In de fysica van de gecondenseerde materie, het ultrasnelle elektronische proces in koolstofhoudende materialen, zoals grafeen en diamant, kan worden bestudeerd via kern-naar-valentie-overgangen. In de chemie, elektronendynamica in koolstofhoudende moleculen, zoals koolstofdioxide, Acetyleen, methaan, enzovoort., kan nu worden bestudeerd door attoseconde tijdelijke absorptie, profiteren van de specificiteit van het element."

Deze ontwikkeling is het resultaat van jarenlange ARO-financiering van attosecond science.

Het begon allemaal met een ARO MURI ongeveer acht jaar geleden getiteld "Attosecond Optical Technology Based on Recollision and Gating" van de Physics Division. Dit werd gevolgd door onderscheidingen voor één onderzoeker, Defense University Research Instrumentation Programs en tot slot een ARO MURI getiteld "Attosecond Electron Dynamics" van de Chemistry Division.

Vanuit het ARL/ARO-perspectief, Hammond zei dat deze prestatie, waaronder onderzoekers van over de hele wereld, laat zien hoe doorlopende financiering van fundamenteel onderzoek met behulp van verschillende instrumenten, zoals MURI's, DURIPS, en onderscheidingen voor een enkele onderzoeker, kan op een coherente en zinvolle manier worden gebruikt om de grenzen van de wetenschap te verleggen.

Changs team bestaat uit Jie Li, Xiaoming Ren, Yanchun Yin, Andrew Kauw, Yan Cheng, Eric Cunningham, Yang Wang, Shuyuan Hu, en Yi Wu, die allemaal zijn aangesloten bij het Institute for the Frontier of Attosecond Science and Technology, of iFAST; Kun Zhao, die ook verbonden is aan de Chinese Academie van Wetenschappen, en Michael Chini met de UCF Department of Physics.