アト秒はどれくらい速いですか?

2023年のノーベル物理学賞は、電子工学と化学の飛躍的進歩につながる可能性のあるアト秒に関する研究で3人の科学者に授与された。

ピエール・アゴスティーニ、フェレンツ・クラウス、アンヌ・ルイリエの3人の科学者が2023年のノーベル物理学賞を受賞した。写真： CNN

スウェーデン王立科学アカデミーは、10月3日午後4時45分（ハノイ時間）、物質内の電子の動きを研究するためにアト秒光パルスを生成する実験手法を開発した科学者ピエール・アゴスティーニ氏（55歳）、フェレンツ・クラウス氏（61歳）、アンヌ・ルイリエ氏（65歳）が2023年のノーベル物理学賞を受賞すると発表した。

レーザーを使った研究により、科学者は電子を観察し、さらには制御するツールを手に入れました。これにより、電子工学や化学などさまざまな分野で画期的な進歩が促進される可能性があります。

アト秒は10億分の1秒のさらに10億分の1です。これをわかりやすく説明すると、1 秒間のアト秒数は、宇宙の 138 億年の歴史全体の秒数に相当します。スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETHチューリッヒ）の研究者であるハンス・ヤコブ・ヴェルナー氏によると、アト秒は人間が直接測定できる最短の時間である。

この時間枠内で動作する能力は重要です。なぜなら、これは原子の必須構成要素である電子が動作する速度だからです。たとえば、電子が水素原子の核の周りを回るには 150 アト秒かかります。

これは、アト秒を研究することで、科学者がこれまでは手の届かなかった基本的なプロセスにアクセスできるようになることを意味します。ウォーナー氏によると、あらゆる電子機器は電子の動きの影響を受けており、現在の速度制限はナノ秒であるという。マイクロプロセッサをアト秒単位に変換すれば、情報処理速度を 10 億倍高速化できます。

原子は陽子と中性子からなる原子核と、その周囲を電子が取り囲んで構成されています。写真: Rost-9D/ゲッティ

フランス生まれのスウェーデン人物理学者アンヌ・ルイリエは、アト秒の世界を切り開くツールを初めて発見した。このツールは高出力レーザーを使用して、非常に短い間隔で光のパルスを生成します。

ルイリエとともに研究したフランス光物質研究所の研究者フランク・レピーヌ氏は、この装置を電子のために作られた映画のようだと表現する。彼はそれを、連続した写真を撮影してシーンを構築したフランスの先駆的な映画監督2人、オーギュスト・リュミエールとルイ・リュミエール兄弟の作品と比較した。これは、物質に照射してその間に物質がどのように反応するかに関する情報を得ることができる、非常に高速な光パルスを備えた装置のようなものだと、インペリアル・カレッジ・ロンドンのレーザー物理学教授、ジョン・ティッシュ氏は言う。

昨日の優勝者３人は、いずれも光のパルスの最短記録を保持していた。 2001年、フランスの科学者ピエール・アゴスティーニのチームは、わずか250アト秒持続する光パルスを生成しました。ルイリエのグループは2003年に170アト秒でその記録を上回った。2008年にはハンガリー系オーストリア人の物理学者フェレンツ・クラウスが80アト秒のパルスでその数字を半分以下にした。

ギネス世界記録保持者は、持続時間43アト秒のウォーナー氏のチームです。現在の技術では、この時間はわずか数アト秒までさらに短縮できるとウォーナー氏は見積もっている。

アト秒技術はまだ主流にはなっていないが、将来は有望だと専門家は言う。これまで、科学者はアト秒をほぼ独占的に電子の観測に利用してきました。ウォーナー氏によると、電子を制御し、その動きを操作することは、根本的にはまだ不可能であるか、あるいは可能になり始めたばかりだという。これにより、電子機器の速度が大幅に向上し、化学に革命が起こる可能性があります。

「分子が自然に行うことに限定されるのではなく、私たちのニーズに合わせて調整することができます」とウォーナー氏は言う。アト化学はより効率的な太陽電池の開発につながる可能性があり、さらには光エネルギーを使ってクリーンな燃料を生産することもできると彼は付け加えた。

トゥー・タオ（ AFP通信による）

ソースリンク: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html