Professor Zenhgu Chang, Presidente e professore dell'Università della Florida centrale presso il Centro per la ricerca e l'istruzione in ottica e laser, Collegio di Ottica e Fotonica, e Dipartimento di Fisica, e il suo team hanno generato quello che viene considerato l'impulso di luce più veloce mai sviluppato. Il lavoro del team è stato finanziato dall'Ufficio di ricerca dell'esercito del Laboratorio di ricerca dell'esercito degli Stati Uniti. Credito:Laboratorio di ricerca dell'esercito americano
I ricercatori dell'Università della Florida centrale hanno generato quello che viene considerato l'impulso luminoso più veloce mai sviluppato.
L'impulso di 53 attosecondi, ottenuto dal professor Zenhgu Chang, Presidente fiduciario dell'UCF e professore presso il Centro per la ricerca e l'istruzione in ottica e laser, Collegio di Ottica e Fotonica, e Dipartimento di Fisica, e il suo gruppo all'università, è stato finanziato dall'Ufficio di ricerca dell'esercito del Laboratorio di ricerca dell'esercito degli Stati Uniti.
Nello specifico, è stato finanziato dall'iniziativa di ricerca universitaria multidisciplinare di ARO intitolata "Post-Born-Oppenheimer Dynamics Using Isolated Attosecond Pulses, " diretto da Jim Parker e Rich Hammond di ARO.
Questo batte il record della squadra di un impulso di luce ultravioletta estrema di 67 attosecondi stabilito nel 2012.
Gli impulsi di luce ad attosecondi consentono agli scienziati di catturare immagini di elettroni in rapido movimento in atomi e molecole con una nitidezza senza precedenti, consentendo progressi nella tecnologia dei pannelli solari, chip logici e di memoria per telefoni cellulari e computer, e in campo militare in termini di aumento della velocità dell'elettronica e dei sensori, così come l'identificazione della minaccia.
"Questo è l'impulso laser più corto mai prodotto, "Ha detto Hammond. "Apre nuove porte nella spettroscopia, consentendo l'identificazione di sostanze nocive e residui esplosivi."
Hammond ha osservato che questo risultato è anche uno strumento nuovo e molto efficace per comprendere le dinamiche di atomi e molecole, consentendo osservazioni su come si formano le molecole e su come si comportano gli elettroni negli atomi e nelle molecole.
"Questo può essere esteso anche ai sistemi di materia condensata, consentendo una precisione e un dettaglio senza precedenti dell'atomo, molecolare, e anche fase, i cambiamenti, "Ha detto Hammond. "Questo pone le basi per molti nuovi tipi di esperimenti, e spinge avanti la fisica con la capacità di comprendere la materia meglio che mai."
(Da sinistra a destra) Rich Hammond e Jim Parker dell'Ufficio di ricerca dell'esercito del Laboratorio di ricerca dell'esercito americano hanno guidato l'Iniziativa di ricerca universitaria multidisciplinare che ha finanziato questo progetto. Credito:Laboratorio di ricerca dell'esercito americano
Chang ha fatto eco ai sentimenti di Hammond su questo risultato come un punto di svolta per la continua ricerca in questo campo.
"L'energia dei fotoni degli impulsi a raggi X ad attosecondi è due volte superiore rispetto alle precedenti sorgenti luminose ad attosecondi e ha raggiunto il K-edge del carbonio (284 eV), che consente di sondare e controllare la dinamica degli elettroni del nucleo come i processi Auger, " disse Chang. "Nella fisica della materia condensata, il processo elettronico ultraveloce in materiali contenenti carbonio, come grafene e diamante, può essere studiato tramite le transizioni da core a valenza. In chimica, dinamica elettronica in molecole contenenti carbonio, come l'anidride carbonica, Acetilene, Metano, eccetera., può ora essere studiato mediante assorbimento transitorio ad attosecondi, sfruttando la specificità dell'elemento."
Questo sviluppo è il culmine di anni di finanziamenti ARO per la scienza degli attosecondi.
Tutto è iniziato con un ARO MURI circa otto anni fa intitolato "Attosecond Optical Technology Based on Recollision and Gating" della Divisione di Fisica. Questo è stato seguito da premi per investigatore singolo, Programmi di Strumentazione di Ricerca Universitaria della Difesa e infine un ARO MURI intitolato "Attosecond Electron Dynamics" della Divisione di Chimica.
Dal punto di vista dell'ARL/ARO, Hammond ha detto che questo risultato, che includeva ricercatori di tutto il mondo, mostra come il finanziamento continuo della ricerca fondamentale utilizzando diversi strumenti, come MURI, DURIP, e premi per investigatore singolo, può essere utilizzato in modo coerente e significativo per spingere in avanti le frontiere della scienza.
La squadra di Chang include Jie Li, Xiaomi Ren, Yanchun Yin, Andrew Chew, Yan Cheng, Eric Cunningham, Yang Wang, Shuyuan Hu, e Yi Wu, che sono tutti affiliati all'Institute for the Frontier of Attosecond Science and Technology, o iFAST; Kun Zhao, che è anche affiliato con l'Accademia cinese delle scienze, e Michael Chini con il Dipartimento di Fisica dell'UCF.
