200 هزار پالس نور در هر ثانیه - از یک آزمایش لیزری تا رؤیای ساخت تجهیزات فوق سریع

به گزارش سرویس علم و فناوری خبر ناب به نقل از همشهری - یکتا فراهانی: اگر بتوانیم با یک پالس نور، حرکت یک الکترون را در دقیق ترین لحظه ممکن تغییر دهیم، بسیاری از فرایندهای الکترونیکی را می توان در مقیاسی بسیار سریع تر از امروز مطالعه و شاید در آینده کنترل کرد. پژوهشگران دانشگاه اولدنبورگ آلمان حالا یک قدم مهم برای چنین آزمایش هایی برداشته اند: آنها سامانه ای ساخته اند که در هر ثانیه ۲۰۰ هزار پالس نور تولید می کند و شکل موج این پالس ها را باثبات بسیار بالایی حفظ می کند؛ دقتی که می تواند آزمایش های تازه ای درباره کنترل الکترون ها با نور را ممکن کند.

چرا دانشمندان اصرار دارند هر پالس نور مثل قبلی باشد؟

برای چشم انسان، پالس های این لیزر تفاوت قابل توجهی با یکدیگر ندارند؛ اما برای یک آزمایش فیزیکی فوق دقیق، کوچک ترین تغییر می تواند تعیین کننده باشد.

اگر هر بار نور کمی متفاوت باشد، تشخیص اینکه واکنش یک الکترون ناشی از خود آزمایش بوده یا تغییر ناخواسته در نور، دشوار می شود.

یک تغییر کوچک می تواند مسیر الکترون را عوض کند

برای درک ساده آن، پالس لیزر را مانند یک ضربه بسیار کوتاه تصور کنید. زمان بندی دقیق این ضربه می تواند تعیین کند یک جسم در چه جهتی حرکت کند.

۲۰۰ هزار بار در ثانیه؛ اما بدون بی نظمی

سامانه جدید در هر ثانیه حدود ۲۰۰ هزار پالس نور تولید می کند. نکته مهم فقط تعداد پالس ها نیست؛ مسئله این است که پژوهشگران توانسته اند شباهت و پایداری آنها را در بازه های زمانی مختلف حفظ کنند. این پایداری از مقیاس های بسیار کوتاه، مانند میکروثانیه، تا چندین ساعت بررسی شده است.

به زبان ساده، دانشمندان می خواهند لیزرشان در طول آزمایش «نظرش را عوض نکند»؛ زیرا هر تغییر کوچک می تواند نتیجه اندازه گیری را تحت تأثیر قرار دهد.

حتی لرزش هوا هم می تواند مشکل ساز شود

رسیدن به چنین دقتی ساده نیست به عواملی مانند تغییر دما، جریان هوا و حتی لرزش های بسیار کوچک حساس است.

برای ساخت سامانه، پژوهشگران حدود ۱۰۰ آینه و قطعه نوری را با دقت در کنار هم قرار دادند. محیط آزمایش نیز باید تاحدامکان پایدار باشد تا شرایط بیرونی، نور لیزر را دچار تغییر نکند.

همین حساسیت نشان می دهد چرا یک آزمایش ظاهراً ساده درباره «تاباندن نور به الکترون» در واقع به چنین تجهیزات دقیقی نیاز دارد.این همه دقت قرار است چه مشکلی را حل کند؟

هدف اصلی، فراهم کردن امکان انجام آزمایش هایی است که در آنها میدان الکتریکی نور مستقیماً برای مطالعه رفتار الکترون ها به کار گرفته می شود.

این خبر توسط سایت همشهری آنلاین منتشر شده و خبر ناب صرفا آن را به اشتراک گذاشته است.

منبع : همشهری آنلاین