Исследователи из Института фотонных наук (ICFO) в Испании установили новый мировой рекорд, создав импульс мягкого рентгеновского излучения длительностью всего 19,2 аттосекунды (ас). Для сравнения: одна аттосекунда — это 10⁻¹⁸ секунды, а электрон в атоме водорода совершает полный оборот вокруг ядра за 24 ас. Таким образом, новый импульс короче «атомной единицы времени» и позволяет в реальном времени наблюдать за движением электронов внутри атомов и молекул.
Импульс был получен с помощью метода генерации высших гармоник (high-harmonic generation). Учёные преодолели прежние технические ограничения за счёт развития лазерных технологий, аттосекундной метрологии и нового метода реконструкции импульса. Полученный сверхкороткий всплеск света действует как «самая быстрая камера в мире», способная «заморозить» и изучить процессы, которые раньше были недоступны для наблюдения — от перестройки электронных оболочек до их взаимодействия с кристаллической решёткой материалов.
Это открывает путь к прорывам в физике, химии, биологии и квантовых технологиях. На практике учёные смогут наблюдать миграцию электронов во время химических реакций, что поможет в разработке более эффективных солнечных элементов, катализаторов и новых материалов.
— отмечают исследователи.
Направление аттосекундной физики бурно развивается: в 2023 году Нобелевская премия по физике была присуждена за pioneering work в этой области, а новый рекорд ICFO демонстрирует, как быстро наука приближается к возможности «подсмотреть» за фундаментальными процессами в микромире.
