Kỷ lục thế giới mới về thời gian siêu ngắn có thể kiểm soát được: 12 atto giây
Các tia lade có thể tạo ra các xung ánh sáng ngắn tới 100 atto giây vì vậy cho phép có thể thực hiện các phép đo theo thời gian thực các khoảng thời gian siêu ngắn, vốn không thể đo được bằng các phương pháp khác
Giờ đây, các nhà khoa học của Viện Quang
học Tuyến tính và Quang phổ thời gian ngắn Max Born (MBI) của Đức vừa chứng
minh được khả năng điều khiển thời gian với hệ số bất định dư là 12 atto giây.
Công trình này đã tạo nên một kỷ lục mới của thế giới về khoảng thời gian có
thể kiểm soát được ngắn nhất.
Ánh sáng là một sóng điện từ có tần số rất
cao. Ở vùng khả kiến, một sự dao động đơn của điện trường chỉ mất có 1200-2500
atto giây. Hệ quả là, một xung lade siêu ngắn chỉ bao gồm vài dao động này. Tuy
nhiên, các xung từ các nguồn lade xung ngắn thông thường thể hiện dao động ở
các điểm cực đại của điện trường tương đối mạnh so với ở trung tâm của xung.
Đối với độ mạnh trường cực đại, trọng tâm của xung phải trùng với điểm cực đại
của điện trường. Hệ quả là, các nhà nghiên cứu đã phát triển các phương pháp ổn
định hoá vị trí của cực đại trường, ví dụ như pha của xung.
Nhóm nghiên cứu MBI đã phát triển
một phương pháp mới để điều khiển pha của xung bên ngoài tia lade. Ngược lại
với các phương pháp trước đây, phương pháp này không cần có sự điều khiển nào
bên trong lade, làm loại trừ hoàn toàn các dao động của năng lượng lade và độ
dài của xung và đảm bảo độ cải thiện ổn định lâu dài. Sự chính xác của độ dài
xung dựa vào bộ chuyển tần số quang âm, được điều khiển trực tiếp bởi tín hiệu
được đo.
Trước đây, việc làm ổn định hoá
vị trí của cực đại trường chỉ có thể thực hiện với độ chính xác khoảng 100 atto
giây (10-16 giây, tương ứng với 1/20 bước sóng), có thể sánh được
với khoảng thời gian ngắn nhất của các xung atto giây được chứng minh cho tới
nay. Phương pháp mới cho phép đẩy giới hạn này xuống tới 12 atto giây (1,2 x 10-17
giây, 1/200 bước sóng), vượt hơn cả đơn vị nguyên tử thời gian (24 atto giây).
Do đơn vị nguyên tử thời gian đánh dấu khoảng thời gian nhanh nhất có thể quan
sát các quy trình hoạt động ở các lớp vỏ bên ngoài của một nguyên tử, nên
phương pháp ổn định mới này sẽ cho phép tạo ra các tiến bộ quan trọng trong
việc nghiên cứu các quy trình diễn ra nhanh nhất trong tự nhiên.