នៅក្នុងការប្រកាសដ៏រំជើបរំជួលមួយនៅល្ងាចថ្ងៃទី 3 ខែតុលា ឆ្នាំ 2023 រង្វាន់ណូបែលរូបវិទ្យាសម្រាប់ឆ្នាំ 2023 ត្រូវបានបង្ហាញដោយទទួលស្គាល់ការរួមចំណែកដ៏ឆ្នើមរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របីនាក់ដែលបានដើរតួយ៉ាងសំខាន់ជាអ្នកត្រួសត្រាយផ្លូវក្នុងវិស័យបច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរទីពីរ។

ពាក្យ "ឡាស៊ែរ attosecond" មកពីឈ្មោះរបស់វាពីខ្នាតពេលវេលាដ៏ខ្លីមិនគួរឱ្យជឿដែលវាដំណើរការ ជាពិសេសតាមលំដាប់លំដោយនៃវិនាទីដែលត្រូវគ្នានឹង 10^-18 វិនាទី។ ដើម្បីស្វែងយល់ពីសារៈសំខាន់ដ៏ជ្រាលជ្រៅនៃបច្ចេកវិទ្យានេះ ការយល់ជាមូលដ្ឋាននៃអ្វីដែលសញ្ញាវិនាទីបង្ហាញពីសារៈសំខាន់បំផុត។ Attosecond ឈរ​ជា​ឯកតា​នាទី​នៃ​ពេលវេលា​ដែល​បង្កើត​បាន​មួយ​ពាន់​លាន​នៃ​មួយ​ពាន់​លាន​នៃ​វិនាទី​ក្នុង​បរិបទ​ទូលំទូលាយ​នៃ​វិនាទី​តែមួយ។ ដើម្បីយកមកពិចារណា ប្រសិនបើយើងប្រដូចមួយវិនាទីទៅនឹងភ្នំដ៏ខ្ពស់នោះ មួយវិនាទីនឹងស្រដៀងទៅនឹងខ្សាច់មួយគ្រាប់ដែលស្ថិតនៅលើជើងភ្នំ។ ក្នុងចន្លោះពេលបណ្ដោះអាសន្ននេះ សូម្បីតែពន្លឺក៏ស្ទើរតែមិនអាចឆ្លងកាត់ចម្ងាយដែលស្មើនឹងទំហំអាតូមនីមួយៗដែរ។ តាមរយៈការប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរ attosecond អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទទួលបានសមត្ថភាពដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមកក្នុងការត្រួតពិនិត្យ និងរៀបចំសក្ដានុពលដ៏ស្មុគស្មាញនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធអាតូមិច ស្រដៀងទៅនឹងការថតឡើងវិញនូវចលនាយឺតជាស៊ុមមួយក្នុងលំដាប់ភាពយន្ត ដោយហេតុនេះការស្វែងយល់ពីអន្តរកម្មរបស់ពួកគេ។

ឡាស៊ែរ Attosecondតំណាងឱ្យចំណុចកំពូលនៃការស្រាវជ្រាវយ៉ាងទូលំទូលាយ និងការខិតខំប្រឹងប្រែងរួមគ្នាដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ ដែលបានប្រើប្រាស់គោលការណ៍នៃអុបទិកមិនលីនេអ៊ែរ ដើម្បីផលិតឡាស៊ែរដែលមានល្បឿនលឿនបំផុត។ ការមកដល់របស់ពួកគេបានផ្តល់ឱ្យយើងនូវចំណុចប្រឌិតប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតសម្រាប់ការសង្កេត និងការរុករកនៃដំណើរការថាមវន្តដែលកើតឡើងនៅក្នុងអាតូម ម៉ូលេគុល និងសូម្បីតែអេឡិចត្រុងនៅក្នុងវត្ថុធាតុរឹង។

ដើម្បីបញ្ជាក់អំពីធម្មជាតិនៃឡាស៊ែរ attosecond និងពេញចិត្តចំពោះគុណលក្ខណៈមិនធម្មតារបស់ពួកគេក្នុងការប្រៀបធៀបទៅនឹងឡាស៊ែរធម្មតា វាជាការចាំបាច់ដើម្បីស្វែងរកការចាត់ថ្នាក់របស់ពួកគេនៅក្នុង "គ្រួសារឡាស៊ែរ" ដ៏ទូលំទូលាយ។ ការចាត់ថ្នាក់តាមប្រវែងរលកដាក់ឡាស៊ែរនៅទី 2 លើសលប់ក្នុងជួរនៃកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេដល់ប្រេកង់កាំរស្មីអ៊ិចទន់ ដែលបង្ហាញពីប្រវែងរលកខ្លីគួរឱ្យកត់សម្គាល់ផ្ទុយពីឡាស៊ែរធម្មតា។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃរបៀបទិន្នផល ឡាស៊ែរ attosecond ស្ថិតនៅក្រោមប្រភេទនៃឡាស៊ែរដែលមានជីពចរ ដែលកំណត់ដោយរយៈពេលខ្លីខ្លាំងរបស់វា។ ដើម្បីគូរភាពស្រដៀងគ្នាសម្រាប់ភាពច្បាស់លាស់ មនុស្សម្នាក់អាចស្រមៃមើលឡាស៊ែររលកបន្ត ស្រដៀងទៅនឹងពន្លឺពិលដែលបញ្ចេញពន្លឺជាបន្តបន្ទាប់ ខណៈដែលឡាស៊ែរដែលមានជីពចរស្រដៀងនឹងពន្លឺ strobe ដែលឆ្លាស់គ្នាយ៉ាងលឿនរវាងអំឡុងពេលនៃការបំភ្លឺ និងភាពងងឹត។ សរុបមក ឡាស៊ែរ attosecond បង្ហាញនូវឥរិយាបទ pulsating នៅក្នុងការបំភ្លឺ និងភាពងងឹត ប៉ុន្តែការផ្លាស់ប្តូររបស់វារវាងរដ្ឋទាំងពីរកើតឡើងនៅប្រេកង់ដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលមួយ ដោយឈានដល់អាណាចក្រនៃ attoseconds ។

ការចាត់ថ្នាក់បន្ថែមទៀតដោយថាមពលដាក់ឡាស៊ែរទៅជាតង្កៀបថាមពលទាប ថាមពលមធ្យម និងតង្កៀបថាមពលខ្ពស់។ ឡាស៊ែរ Attosecond សម្រេចបាននូវថាមពលកំពូលខ្ពស់ ដោយសារតែរយៈពេលជីពចរខ្លីបំផុតរបស់វា ដែលបណ្តាលឱ្យមានថាមពលខ្ពស់បំផុត (P) ដែលត្រូវបានកំណត់ថាជាអាំងតង់ស៊ីតេនៃថាមពលក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា (P=W/t)។ ទោះបីជាជីពចរឡាស៊ែរក្នុងមួយវិនាទីអាចមិនមានថាមពលខ្លាំងពិសេស (W) ក៏ដោយ វិសាលភាពបណ្ដោះអាសន្ន (t) អក្សរកាត់របស់ពួកគេផ្តល់ថាមពលដល់កំពូល។

នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃដែនកម្មវិធី ឡាស៊ែរលាតសន្ធឹងវិសាលគមដែលគ្របដណ្តប់លើកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម វេជ្ជសាស្ត្រ និងវិទ្យាសាស្ត្រ។ ឡាស៊ែរ Attosecond ជាចម្បងស្វែងរកទីផ្សារពិសេសរបស់ពួកគេនៅក្នុងអាណាចក្រនៃការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ ជាពិសេសនៅក្នុងការរុករកនៃបាតុភូតវិវត្តន៍យ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្នុងដែននៃរូបវិទ្យា និងគីមីវិទ្យា ដែលផ្តល់នូវបង្អួចចូលទៅក្នុងដំណើរការថាមវន្តដ៏ឆាប់រហ័សរបស់ពិភពលោកមីក្រូ។

ការចាត់ថ្នាក់ដោយឡាស៊ែរមធ្យមកំណត់ឡាស៊ែរជាឡាស៊ែរឧស្ម័ន ឡាស៊ែររឹង ឡាស៊ែររាវ និងឡាស៊ែរ semiconductor ។ ជំនាន់នៃឡាស៊ែរ attosecond ជាធម្មតាដាក់នៅលើប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយឡាស៊ែរឧស្ម័ន ដោយប្រើប្រាស់ឥទ្ធិពលអុបទិកដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរ ដើម្បីបង្កើតអាម៉ូនិកលំដាប់ខ្ពស់។

សរុបមក ឡាស៊ែរ attosecond បង្កើតបានជាថ្នាក់តែមួយគត់នៃឡាស៊ែរជីពចរខ្លី ដែលត្រូវបានសម្គាល់ដោយរយៈពេលជីពចរខ្លីមិនធម្មតារបស់ពួកគេ ដែលជាធម្មតាត្រូវបានវាស់ជា attoseconds ។ ជាលទ្ធផល ពួកវាបានក្លាយជាឧបករណ៍ដែលមិនអាចខ្វះបានសម្រាប់ការសង្កេត និងគ្រប់គ្រងដំណើរការថាមវន្តលឿនបំផុតនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូម ម៉ូលេគុល និងវត្ថុធាតុរឹង។

ដំណើរការល្អិតល្អន់នៃការបង្កើតឡាស៊ែរ Attosecond

បច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរ Attosecond ឈរនៅជួរមុខនៃការច្នៃប្រឌិតបែបវិទ្យាសាស្ត្រ ដោយមានអំនួតតាមរយៈលក្ខខណ្ឌយ៉ាងម៉ត់ចត់គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍សម្រាប់ជំនាន់របស់វា។ ដើម្បីបញ្ជាក់ភាពស្មុគ្រស្មាញនៃការបង្កើតឡាស៊ែរ attosecond យើងចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការបង្ហាញសង្ខេបនៃគោលការណ៍មូលដ្ឋានរបស់វា អមដោយពាក្យប្រៀបធៀបដ៏រស់រវើកដែលបានមកពីបទពិសោធន៍ប្រចាំថ្ងៃ។ អ្នកអានដែលមិនយល់ស្របនឹងភាពស្មុគ្រស្មាញនៃរូបវិទ្យាដែលពាក់ព័ន្ធ មិនត្រូវអស់សង្ឃឹមឡើយ ព្រោះពាក្យប្រៀបធៀបដែលបន្តមានគោលបំណងបង្ហាញរូបវិទ្យាមូលដ្ឋាននៃឡាស៊ែរ attosecond ដែលអាចប្រើបាន។

ដំណើរការបង្កើតនៃឡាស៊ែរ attosecond ពឹងផ្អែកជាចម្បងលើបច្ចេកទេសដែលគេស្គាល់ថាជា High Harmonic Generation (HHG)។ ទីមួយ កាំរស្មីឡាស៊ែរដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់ femtosecond (10^-15 វិនាទី) ត្រូវបានផ្តោតយ៉ាងតឹងរឹងទៅលើសម្ភារៈគោលដៅដែលមានឧស្ម័ន។ គួរកត់សម្គាល់ថា ឡាស៊ែរ femtosecond ដែលស្រដៀងនឹងឡាស៊ែរ attosecond ចែករំលែកលក្ខណៈនៃការមានជីពចរខ្លី និងថាមពលខ្ពស់បំផុត។ ក្រោមឥទិ្ធពលនៃវាលឡាស៊ែរខ្លាំង អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមឧស្ម័នត្រូវបានរំដោះភ្លាមៗចេញពីស្នូលអាតូមិច ដោយចូលទៅក្នុងស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងសេរី។ នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងទាំងនេះរំកិលក្នុងការឆ្លើយតបទៅនឹងវាលឡាស៊ែរ ទីបំផុតពួកវាត្រឡប់ទៅ និងផ្សំឡើងវិញជាមួយស្នូលអាតូមមេរបស់ពួកគេ ដោយបង្កើតរដ្ឋថាមពលខ្ពស់ថ្មី។

ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការនេះ អេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនខ្ពស់ខ្លាំង ហើយនៅពេលផ្សំឡើងវិញជាមួយស្នូលអាតូម ពួកវាបញ្ចេញថាមពលបន្ថែមក្នុងទម្រង់នៃការបំភាយអាម៉ូនិកខ្ពស់ ដែលបង្ហាញឱ្យឃើញថាជាហ្វូតុងថាមពលខ្ពស់។

ប្រេកង់នៃ photons ថាមពលខ្ពស់ដែលទើបបង្កើតថ្មីទាំងនេះ គឺជាចំនួនគត់នៃប្រេកង់ឡាស៊ែរដើម ដែលបង្កើតជាអ្វីដែលហៅថា អាម៉ូនិកលំដាប់ខ្ពស់ ដែល "អាម៉ូនិក" តំណាងឱ្យប្រេកង់ដែលជាពហុគុណនៃប្រេកង់ដើម។ ដើម្បីសម្រេចបាននូវឡាស៊ែរ attosecond វាចាំបាច់ក្នុងការត្រង និងផ្តោតទៅលើអាម៉ូនិកលំដាប់ខ្ពស់ទាំងនេះ ដោយជ្រើសរើសអាម៉ូនិកជាក់លាក់ ហើយផ្តោតវាទៅជាចំនុចប្រសព្វមួយ។ ប្រសិនបើចង់បាន បច្ចេកទេសបង្ហាប់ជីពចរអាចកាត់បន្ថែមរយៈពេលជីពចរ ដោយផ្តល់ទិន្នផលជីពចរខ្លីបំផុតក្នុងជួរ attosecond ។ ជាក់ស្តែង ជំនាន់នៃឡាស៊ែរ attosecond បង្កើតបាននូវដំណើរការដ៏ស្មុគ្រស្មាញ និងពហុមុខ ដែលទាមទារកម្រិតខ្ពស់នៃជំនាញបច្ចេកទេស និងឧបករណ៍ឯកទេស។

ដើម្បីលុបបំបាត់ដំណើរការដ៏ស្មុគ្រស្មាញនេះ យើងផ្តល់ជូននូវការប៉ារ៉ាឡែលប៉ារ៉ាឡែលដែលផ្អែកលើសេណារីយ៉ូប្រចាំថ្ងៃ៖

ពន្លឺឡាស៊ែរ Femtosecond អាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់៖

ការស្រមើស្រមៃមាន catapult ដ៏មានឥទ្ធិពលពិសេសដែលមានសមត្ថភាពគប់ដុំថ្មភ្លាមៗក្នុងល្បឿនដ៏ធំ ស្រដៀងទៅនឹងតួនាទីដែលលេងដោយពន្លឺឡាស៊ែរ femtosecond អាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់។

សម្ភារៈគោលដៅឧស្ម័ន៖

ស្រមៃមើលរូបកាយនៃទឹកដែលស្ងប់ស្ងាត់ ដែលតំណាងឱ្យវត្ថុគោលដៅឧស្ម័ន ដែលដំណក់ទឹកនីមួយៗតំណាងឱ្យអាតូមឧស្ម័នយ៉ាងច្រើន។ សកម្មភាពនៃការរុញថ្មចូលទៅក្នុងតួទឹកនេះ បង្ហាញឱ្យឃើញពីផលប៉ះពាល់នៃពន្លឺឡាស៊ែរ femtosecond ដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់លើសម្ភារៈគោលដៅឧស្ម័ន។

ចលនា​អេឡិចត្រុង និង​ការ​ផ្សំ​ឡើង​វិញ (ការ​ផ្លាស់​ប្តូរ​តាម​រយៈ​រូបវិទ្យា)៖

នៅពេលដែលជីពចរឡាស៊ែរ femtosecond ប៉ះពាល់ដល់អាតូមឧស្ម័ននៅក្នុងសម្ភារៈគោលដៅឧស្ម័ន ចំនួនដ៏សំខាន់នៃអេឡិចត្រុងខាងក្រៅត្រូវបានរំភើបមួយរំពេចចំពោះស្ថានភាពដែលពួកគេផ្តាច់ចេញពីស្នូលអាតូមរៀងៗខ្លួន បង្កើតបានជាស្ថានភាពដូចប្លាស្មា។ នៅពេលដែលថាមពលរបស់ប្រព័ន្ធថយចុះជាបន្តបន្ទាប់ (ចាប់តាំងពីជីពចរឡាស៊ែរត្រូវបានជីពចរពីកំណើត ដែលបង្ហាញពីចន្លោះពេលនៃការឈប់ដំណើរការ) អេឡិចត្រុងខាងក្រៅទាំងនេះត្រឡប់ទៅតំបន់ជុំវិញនៃស្នូលអាតូមវិញ ដោយបញ្ចេញ photons ថាមពលខ្ពស់។

ជំនាន់អាម៉ូនិកខ្ពស់៖

ស្រមៃមើលរាល់ពេលដែលដំណក់ទឹកធ្លាក់មកលើផ្ទៃបឹង វាបង្កើតជារំញ័រ ដូចជាអាម៉ូនិកខ្ពស់នៅក្នុងឡាស៊ែរអាតូមវិនាទី។ រលកទាំងនេះមានប្រេកង់ និងទំហំខ្ពស់ជាងរលកដើមដែលបណ្តាលមកពីជីពចរឡាស៊ែរ femtosecond បឋម។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ HHG កាំរស្មីឡាស៊ែរដ៏មានឥទ្ធិពល ស្រដៀងនឹងការគប់ដុំថ្មជាបន្តបន្ទាប់ បំភ្លឺគោលដៅឧស្ម័ន ដែលស្រដៀងនឹងផ្ទៃបឹង។ វាលឡាស៊ែរដ៏ខ្លាំងនេះជំរុញអេឡិចត្រុងនៅក្នុងឧស្ម័ន ស្រដៀងទៅនឹងរលក ឆ្ងាយពីអាតូមមេរបស់វា ហើយបន្ទាប់មកទាញពួកវាមកវិញ។ រាល់ពេលដែលអេឡិចត្រុងត្រឡប់ទៅអាតូមវិញ វាបញ្ចេញកាំរស្មីឡាស៊ែរថ្មីដែលមានប្រេកង់ខ្ពស់ ស្រដៀងទៅនឹងលំនាំរំញ័រដ៏ស្មុគស្មាញជាង។

ត្រង និង​ផ្ដោត៖

ការរួមបញ្ចូលគ្នារវាងកាំរស្មីឡាស៊ែរដែលទើបបង្កើតថ្មីទាំងអស់នេះផ្តល់ផលនូវវិសាលគមនៃពណ៌ផ្សេងៗ (ប្រេកង់ ឬប្រវែងរលក) ដែលខ្លះបង្កើតបានជាឡាស៊ែរអាតូវិនាទី។ ដើម្បីញែកទំហំ និងហ្វ្រេកង់ជាក់លាក់ អ្នកអាចប្រើប្រាស់តម្រងឯកទេស ស្រដៀងនឹងការជ្រើសរើសរលកដែលចង់បាន ហើយប្រើកែវពង្រីកដើម្បីផ្ដោតពួកវាទៅលើតំបន់ជាក់លាក់មួយ។

ការបង្ហាប់ជីពចរ (បើចាំបាច់)៖

ប្រសិនបើអ្នកមានបំណងបន្តពូជរលកលឿន និងខ្លីជាងនេះ អ្នកអាចពន្លឿនការបន្តពូជរបស់វាដោយប្រើឧបករណ៍ឯកទេស ដោយកាត់បន្ថយពេលវេលាដែលរលកនីមួយៗមាន។ ជំនាន់នៃឡាស៊ែរ attosecond ពាក់ព័ន្ធនឹងដំណើរការអន្តរកម្មដ៏ស្មុគស្មាញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅពេលដែលបំបែកនិងមើលឃើញវាកាន់តែយល់។