នៅក្នុងសេចក្តីប្រកាសដ៏សំខាន់មួយនៅល្ងាចថ្ងៃទី 3 ខែតុលា ឆ្នាំ 2023 រង្វាន់ណូបែលផ្នែករូបវិទ្យាសម្រាប់ឆ្នាំ 2023 ត្រូវបានបង្ហាញ ដោយទទួលស្គាល់ការចូលរួមចំណែកដ៏លេចធ្លោរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របីរូប ដែលបានដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងនាមជាអ្នកត្រួសត្រាយផ្លូវក្នុងវិស័យបច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរ attosecond។

ពាក្យថា "ឡាស៊ែរអាតូវិនាទី" ទទួលបានឈ្មោះរបស់វាពីមាត្រដ្ឋានពេលវេលាដ៏ខ្លីមិនគួរឱ្យជឿដែលវាដំណើរការ ជាពិសេសតាមលំដាប់នៃអាតូវិនាទី ដែលត្រូវនឹង 10^-18 វិនាទី។ ដើម្បីយល់ពីសារៈសំខាន់យ៉ាងជ្រាលជ្រៅនៃបច្ចេកវិទ្យានេះ ការយល់ដឹងជាមូលដ្ឋានអំពីអ្វីដែលអាតូវិនាទីមានន័យគឺមានសារៈសំខាន់បំផុត។ អាតូវិនាទីឈរជាឯកតាពេលវេលាដ៏ខ្លីបំផុត ដែលបង្កើតបានមួយពាន់លានភាគពាន់លាននៃមួយពាន់លានវិនាទីក្នុងបរិបទទូលំទូលាយនៃវិនាទីតែមួយ។ ដើម្បីដាក់ទស្សនៈនេះ ប្រសិនបើយើងប្រៀបធៀបវិនាទីទៅនឹងភ្នំខ្ពស់ អាតូវិនាទីនឹងស្រដៀងនឹងគ្រាប់ខ្សាច់តែមួយគ្រាប់ដែលស្ថិតនៅជើងភ្នំ។ នៅក្នុងចន្លោះពេលដ៏ខ្លីនេះ សូម្បីតែពន្លឺក៏ស្ទើរតែមិនអាចឆ្លងកាត់ចម្ងាយស្មើនឹងទំហំនៃអាតូមនីមួយៗបានដែរ។ តាមរយៈការប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរអាតូវិនាទី អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទទួលបានសមត្ថភាពដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមកក្នុងការពិនិត្យ និងរៀបចំឌីណាមិកស្មុគស្មាញនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធអាតូម ស្រដៀងនឹងការចាក់ឡើងវិញនូវចលនាយឺតៗជាស៊ុមៗក្នុងលំដាប់ភាពយន្ត ដោយហេតុនេះស្វែងយល់ពីអន្តរកម្មរបស់ពួកគេ។

ឡាស៊ែរ Attosecondតំណាងឱ្យចំណុចកំពូលនៃការស្រាវជ្រាវយ៉ាងទូលំទូលាយ និងកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងរួមគ្នាដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ ដែលបានទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីគោលការណ៍នៃអុបទិកមិនមែនលីនេអ៊ែរ ដើម្បីបង្កើតឡាស៊ែរលឿនបំផុត។ ការមកដល់របស់ពួកគេបានផ្តល់ឱ្យយើងនូវចំណុចមើលឃើញប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតសម្រាប់ការសង្កេត និងការរុករកដំណើរការថាមវន្តដែលកើតឡើងនៅក្នុងអាតូម ម៉ូលេគុល និងសូម្បីតែអេឡិចត្រុងនៅក្នុងវត្ថុធាតុរឹង។

ដើម្បីបញ្ជាក់ពីលក្ខណៈនៃឡាស៊ែរ attosecond និងស្វែងយល់ពីគុណលក្ខណៈមិនធម្មតារបស់វាបើប្រៀបធៀបទៅនឹងឡាស៊ែរធម្មតា ចាំបាច់ត្រូវស្វែងយល់ពីការចាត់ថ្នាក់របស់វានៅក្នុង "ក្រុមគ្រួសារឡាស៊ែរ" ដ៏ទូលំទូលាយ។ ការចាត់ថ្នាក់តាមរលកពន្លឺដាក់ឡាស៊ែរ attosecond ជាចម្បងនៅក្នុងជួរនៃប្រេកង់អ៊ុលត្រាវីយូឡេទៅកាំរស្មីអ៊ិចទន់ ដែលបង្ហាញពីរលកពន្លឺខ្លីជាងឡាស៊ែរធម្មតា។ ទាក់ទងនឹងរបៀបទិន្នផល ឡាស៊ែរ attosecond ស្ថិតនៅក្រោមប្រភេទឡាស៊ែរជីពចរ ដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយរយៈពេលជីពចរខ្លីខ្លាំងរបស់វា។ ដើម្បីគូរភាពស្រដៀងគ្នាសម្រាប់ភាពច្បាស់លាស់ មនុស្សម្នាក់អាចស្រមៃមើលឡាស៊ែររលកបន្តដូចជាពិលដែលបញ្ចេញធ្នឹមពន្លឺបន្ត ខណៈពេលដែលឡាស៊ែរជីពចរស្រដៀងនឹងពន្លឺ strobe ដែលឆ្លាស់គ្នាយ៉ាងឆាប់រហ័សរវាងរយៈពេលនៃការបំភ្លឺ និងភាពងងឹត។ តាមពិតទៅ ឡាស៊ែរ attosecond បង្ហាញឥរិយាបថជីពចរនៅក្នុងពន្លឺ និងភាពងងឹត ប៉ុន្តែការផ្លាស់ប្តូររបស់វារវាងស្ថានភាពទាំងពីរកើតឡើងក្នុងប្រេកង់ដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល ឈានដល់អាណាចក្រនៃ attoseconds។

ការចាត់ថ្នាក់បន្ថែមទៀតតាមថាមពលដាក់ឡាស៊ែរទៅជាតង្កៀបថាមពលទាប ថាមពលមធ្យម និងថាមពលខ្ពស់។ ឡាស៊ែរ Attosecond សម្រេចបានថាមពលកំពូលខ្ពស់ដោយសារតែរយៈពេលជីពចរខ្លីបំផុតរបស់វា ដែលបណ្តាលឱ្យមានថាមពលកំពូលច្បាស់លាស់ (P) - ដែលត្រូវបានកំណត់ថាជាអាំងតង់ស៊ីតេនៃថាមពលក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា (P=W/t)។ ទោះបីជាជីពចរឡាស៊ែរ attosecond នីមួយៗអាចមិនមានថាមពលធំពិសេស (W) ក៏ដោយ វិសាលភាពពេលវេលាខ្លីរបស់វា (t) ផ្តល់ឱ្យពួកវានូវថាមពលកំពូលខ្ពស់។

ទាក់ទងនឹងវិស័យកម្មវិធី ឡាស៊ែរគ្របដណ្តប់លើវិសាលគមដែលរួមបញ្ចូលកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម វេជ្ជសាស្ត្រ និងវិទ្យាសាស្ត្រ។ ឡាស៊ែរ Attosecond ជាចម្បងរកឃើញទីផ្សារពិសេសរបស់ពួកគេនៅក្នុងវិស័យស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ ជាពិសេសក្នុងការរុករកបាតុភូតដែលវិវត្តយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្នុងវិស័យរូបវិទ្យា និងគីមីវិទ្យា ដែលផ្តល់នូវបង្អួចមួយចូលទៅក្នុងដំណើរការថាមវន្តរហ័សរបស់ពិភពមីក្រូកូស។

ការចាត់ថ្នាក់តាមឧបករណ៍បញ្ជូនឡាស៊ែរកំណត់ឡាស៊ែរជាឡាស៊ែរឧស្ម័ន ឡាស៊ែរសភាពរឹង ឡាស៊ែររាវ និងឡាស៊ែរស៊ីមីកុងដុកទ័រ។ ការបង្កើតឡាស៊ែរអាតូវិនាទីជាធម្មតាពឹងផ្អែកលើឧបករណ៍បញ្ជូនឡាស៊ែរឧស្ម័ន ដោយទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីឥទ្ធិពលអុបទិកមិនមែនលីនេអ៊ែរដើម្បីបង្កើតអាម៉ូនិកលំដាប់ខ្ពស់។

សរុបមក ឡាស៊ែរអាតូវិនាទីបង្កើតបានជាថ្នាក់ពិសេសមួយនៃឡាស៊ែរជីពចរខ្លី ដែលត្រូវបានសម្គាល់ដោយរយៈពេលជីពចរខ្លីមិនធម្មតារបស់វា ដែលជាធម្មតាត្រូវបានវាស់វែងជាអាតូវិនាទី។ ជាលទ្ធផល ពួកវាបានក្លាយជាឧបករណ៍ដែលមិនអាចខ្វះបានសម្រាប់ការសង្កេត និងគ្រប់គ្រងដំណើរការថាមវន្តលឿនបំផុតនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូម ម៉ូលេគុល និងវត្ថុធាតុរឹង។

ដំណើរការដ៏ស្មុគស្មាញនៃការបង្កើតឡាស៊ែរ Attosecond

បច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរ Attosecond ឈរនៅជួរមុខនៃការច្នៃប្រឌិតវិទ្យាសាស្ត្រ ដោយមានលក្ខខណ្ឌដ៏តឹងរ៉ឹងគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍សម្រាប់ការបង្កើតរបស់វា។ ដើម្បីបញ្ជាក់ពីភាពស្មុគស្មាញនៃការបង្កើតឡាស៊ែរ attosecond យើងចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការពន្យល់សង្ខេបអំពីគោលការណ៍មូលដ្ឋានរបស់វា បន្ទាប់មកដោយពាក្យប្រៀបធៀបដ៏រស់រវើកដែលទទួលបានពីបទពិសោធន៍ប្រចាំថ្ងៃ។ អ្នកអានដែលមិនសូវស្គាល់ពីភាពស្មុគស្មាញនៃរូបវិទ្យាពាក់ព័ន្ធមិនចាំបាច់អស់សង្ឃឹមទេ ព្រោះពាក្យប្រៀបធៀបជាបន្តបន្ទាប់មានគោលបំណងធ្វើឱ្យរូបវិទ្យាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃឡាស៊ែរ attosecond ងាយស្រួលចូលប្រើ។

ដំណើរការបង្កើតឡាស៊ែរអាតូវិនាទីពឹងផ្អែកជាចម្បងលើបច្ចេកទេសដែលគេស្គាល់ថាជា ការបង្កើតអាម៉ូនិកខ្ពស់ (HHG)។ ទីមួយ ធ្នឹមនៃជីពចរឡាស៊ែរហ្វឹមតូវិនាទីដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់ (10^-15 វិនាទី) ត្រូវបានផ្តោតយ៉ាងតឹងរ៉ឹងទៅលើសម្ភារៈគោលដៅដែលមានឧស្ម័ន។ វាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ថា ឡាស៊ែរហ្វឹមតូវិនាទី ស្រដៀងនឹងឡាស៊ែរអាតូវិនាទី ចែករំលែកលក្ខណៈនៃការមានរយៈពេលជីពចរខ្លី និងថាមពលកំពូលខ្ពស់។ ក្រោមឥទ្ធិពលនៃវាលឡាស៊ែរខ្លាំង អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមឧស្ម័នត្រូវបានរំដោះចេញពីស្នូលអាតូមរបស់វាមួយរយៈ ដោយចូលទៅក្នុងស្ថានភាពអេឡិចត្រុងសេរីជាបណ្តោះអាសន្ន។ នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងទាំងនេះញ័រជាការឆ្លើយតបទៅនឹងវាលឡាស៊ែរ ពួកវានៅទីបំផុតត្រឡប់ទៅ និងបញ្ចូលគ្នាជាមួយស្នូលអាតូមមេរបស់វា ដោយបង្កើតស្ថានភាពថាមពលខ្ពស់ថ្មី។

ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការនេះ អេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនលឿនបំផុត ហើយនៅពេលបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញជាមួយស្នូលអាតូម ពួកវាបញ្ចេញថាមពលបន្ថែមក្នុងទម្រង់ជាការបញ្ចេញអាម៉ូនិកខ្ពស់ ដែលបង្ហាញជាហ្វូតុងថាមពលខ្ពស់។

ប្រេកង់នៃហ្វូតុងថាមពលខ្ពស់ដែលទើបបង្កើតថ្មីទាំងនេះគឺជាពហុគុណចំនួនគត់នៃប្រេកង់ឡាស៊ែរដើម ដែលបង្កើតបានជាអ្វីដែលគេហៅថា អាម៉ូនិកលំដាប់ខ្ពស់ ដែល "អាម៉ូនិក" បង្ហាញពីប្រេកង់ដែលជាពហុគុណអាំងតេក្រាលនៃប្រេកង់ដើម។ ដើម្បីទទួលបានឡាស៊ែរអាតូវិនាទី វាចាំបាច់ក្នុងការត្រង និងផ្តោតអាម៉ូនិកលំដាប់ខ្ពស់ទាំងនេះ ដោយជ្រើសរើសអាម៉ូនិកជាក់លាក់ និងប្រមូលផ្តុំវាទៅជាចំណុចកណ្តាល។ ប្រសិនបើចង់បាន បច្ចេកទេសបង្ហាប់ជីពចរអាចកាត់បន្ថយរយៈពេលជីពចរបន្ថែមទៀត ដែលផ្តល់នូវជីពចរខ្លីបំផុតនៅក្នុងជួរអាតូវិនាទី។ ជាក់ស្តែង ការបង្កើតឡាស៊ែរអាតូវិនាទីបង្កើតបានជាដំណើរការដ៏ទំនើប និងពហុមុខ ដែលទាមទារកម្រិតខ្ពស់នៃជំនាញបច្ចេកទេស និងឧបករណ៍ឯកទេស។

ដើម្បី​បញ្ជាក់​ឲ្យ​ច្បាស់​អំពី​ដំណើរការ​ដ៏​ស្មុគស្មាញ​នេះ យើង​ផ្ដល់​ជូន​នូវ​ភាព​ស្រប​គ្នា​មួយ​ដែល​ផ្អែក​លើ​សេណារីយ៉ូ​ប្រចាំថ្ងៃ៖

ជីពចរឡាស៊ែរ Femtosecond អាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់៖

ស្រមៃមើលមានឧបករណ៍បាញ់គ្រាប់ដ៏មានអានុភាពពិសេសមួយ ដែលមានសមត្ថភាពគប់ថ្មភ្លាមៗក្នុងល្បឿនលឿន ស្រដៀងនឹងតួនាទីដែលដើរតួដោយជីពចរឡាស៊ែរ femtosecond ដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់។

សម្ភារៈគោលដៅឧស្ម័ន៖

សូមស្រមៃមើលផ្ទៃទឹកដ៏ស្ងប់ស្ងាត់មួយ ដែលតំណាងឱ្យវត្ថុគោលដៅឧស្ម័ន ដែលដំណក់ទឹកនីមួយៗតំណាងឱ្យអាតូមឧស្ម័នរាប់មិនអស់។ សកម្មភាពនៃការរុញថ្មចូលទៅក្នុងផ្ទៃទឹកនេះ ឆ្លុះបញ្ចាំងពីផលប៉ះពាល់នៃជីពចរឡាស៊ែរ femtosecond ដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់ទៅលើវត្ថុគោលដៅឧស្ម័ន។

ចលនាអេឡិចត្រុង និងការរួមបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញ (ហៅថា ការផ្លាស់ប្តូរតាមរូបវន្ត)៖

នៅពេលដែលជីពចរឡាស៊ែរ femtosecond ប៉ះពាល់ដល់អាតូមឧស្ម័ននៅក្នុងសម្ភារៈគោលដៅឧស្ម័ន អេឡិចត្រុងខាងក្រៅមួយចំនួនធំត្រូវបានរំភើបជាបណ្តោះអាសន្នទៅកាន់ស្ថានភាពមួយដែលពួកវាផ្តាច់ចេញពីស្នូលអាតូមរៀងៗខ្លួន ដោយបង្កើតជាស្ថានភាពដូចប្លាស្មា។ នៅពេលដែលថាមពលរបស់ប្រព័ន្ធថយចុះជាបន្តបន្ទាប់ (ដោយសារតែជីពចរឡាស៊ែរត្រូវបានជីពចរដោយធម្មជាតិ ដែលមានចន្លោះពេលនៃការឈប់) អេឡិចត្រុងខាងក្រៅទាំងនេះត្រឡប់ទៅតំបន់ជុំវិញស្នូលអាតូមវិញ ដោយបញ្ចេញហ្វូតុងថាមពលខ្ពស់។

ការបង្កើតអាម៉ូនិកខ្ពស់៖

ស្រមៃមើលរាល់ពេលដែលដំណក់ទឹកធ្លាក់មកលើផ្ទៃបឹងវិញ វាបង្កើតជារលកតូចៗ ដូចជាអាម៉ូនិកខ្ពស់នៅក្នុងឡាស៊ែរអាតូវិនាទី។ រលកតូចៗទាំងនេះមានប្រេកង់ និងទំហំខ្ពស់ជាងរលកតូចៗដើមដែលបណ្តាលមកពីជីពចរឡាស៊ែរហ្វឹមតូវិនាទីបឋម។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ HHG ធ្នឹមឡាស៊ែរដ៏មានអានុភាពមួយ ស្រដៀងនឹងការគប់ថ្មជាបន្តបន្ទាប់ បំភ្លឺគោលដៅឧស្ម័ន ដែលស្រដៀងនឹងផ្ទៃបឹង។ វាលឡាស៊ែរខ្លាំងនេះជំរុញអេឡិចត្រុងនៅក្នុងឧស្ម័ន ស្រដៀងនឹងរលកតូចៗ ចេញពីអាតូមមេរបស់វា ហើយបន្ទាប់មកទាញវាត្រឡប់មកវិញ។ រាល់ពេលដែលអេឡិចត្រុងត្រឡប់ទៅអាតូមវិញ វាបញ្ចេញធ្នឹមឡាស៊ែរថ្មីដែលមានប្រេកង់ខ្ពស់ជាង ស្រដៀងនឹងលំនាំរលកតូចៗដ៏ស្មុគស្មាញជាង។

ការត្រង និងការផ្តោតអារម្មណ៍៖

ការរួមបញ្ចូលគ្នានូវធ្នឹមឡាស៊ែរដែលទើបបង្កើតថ្មីទាំងអស់នេះ ផ្តល់នូវវិសាលគមនៃពណ៌ផ្សេងៗគ្នា (ប្រេកង់ ឬរលកពន្លឺ) ដែលខ្លះបង្កើតបានជាឡាស៊ែរអាតូវិនាទី។ ដើម្បីញែកទំហំ និងប្រេកង់រលកជាក់លាក់ អ្នកអាចប្រើតម្រងឯកទេស ស្រដៀងនឹងការជ្រើសរើសរលកដែលចង់បាន ហើយប្រើកែវពង្រីកដើម្បីផ្តោតពួកវាទៅលើតំបន់ជាក់លាក់មួយ។

ការបង្ហាប់ជីពចរ (បើចាំបាច់):

ប្រសិនបើអ្នកមានគោលបំណងផ្សព្វផ្សាយរលកពន្លឺឱ្យលឿន និងខ្លីជាងមុន អ្នកអាចពន្លឿនការសាយភាយរបស់វាដោយប្រើឧបករណ៍ឯកទេស ដោយកាត់បន្ថយពេលវេលាដែលរលកពន្លឺនីមួយៗមាន។ ការបង្កើតឡាស៊ែរ attosecond ពាក់ព័ន្ធនឹងអន្តរកម្មស្មុគស្មាញនៃដំណើរការ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែលបំបែក និងមើលឃើញ វាកាន់តែងាយយល់។