Forskare vid University of Central Florida har genererat det som anses vara den snabbaste ljuspulsen som någonsin utvecklats.

Pulsen på 53 attosekunder, erhållen av professor Zenhgu Chang, UCF -förvaltare och professor vid Center for Research and Education in Optics and Lasers, College of Optics and Photonics, och Institutionen för fysik, och hans grupp vid universitetet, finansierades av US Army Research Laboratory's Army Research Office.

Specifikt, den finansierades av ARO:s multidisciplinära universitetsforskningsinitiativ med titeln "Post-Born-Oppenheimer Dynamics Using Isolated Attosecond Pulses, ”ledd av ARO:s Jim Parker och Rich Hammond.

Detta slår lagets rekord på en 67-attosekund extrem ultraviolett ljuspuls som sattes 2012.

Attosekund-ljuspulser gör det möjligt för forskare att fånga bilder av snabbt rörliga elektroner i atomer och molekyler med oöverträffad skärpa, möjliggör framsteg inom solpanelsteknik, logik och minneschips för mobiltelefoner och datorer, och i militären när det gäller att öka hastigheten på elektronik och sensorer, samt hotidentifiering.

"Detta är den kortaste laserpulsen som någonsin producerats, "Hammond sa." Det öppnar nya dörrar inom spektroskopi, möjliggör identifiering av skadliga ämnen och explosiva rester. "

Hammond noterade att denna prestation också är ett nytt och mycket effektivt verktyg för att förstå dynamiken i atomer och molekyler, tillåter observationer av hur molekyler bildas och hur elektroner i atomer och molekyler beter sig.

"Detta kan också utvidgas till system för kondenserade ämnen, tillåter oöverträffad noggrannhet och detalj av atom, molekyl, och till och med fas, ändringar, "Hammond sa." Detta sätter scenen för många nya typer av experiment, och driver fysiken framåt med förmågan att förstå materia bättre än någonsin tidigare. "

Chang upprepade Hammonds känslor om att denna prestation var en spelväxlare för fortsatt forskning inom detta område.

"Fotonenergin för attosekundröntgenpulserna är två gånger högre än tidigare attosekundljuskällor och nådde kol-K-kanten (284 eV), vilket gör det möjligt att sondra och kontrollera kärnelektrondynamik, såsom skruvprocesser, "Sade Chang." I kondenserad fysik, den ultrasnabba elektroniska processen i kolhaltiga material, såsom grafen och diamant, kan studeras via kärna till valensövergångar. Inom kemi, elektrondynamik i kolinnehållande molekyler, som koldioxid, Acetylen, Metan, etc., kan nu studeras genom attosekund transient absorption, dra nytta av elementspecificiteten. "

Denna utveckling är kulmen på år av ARO -finansiering av attosekundvetenskap.

Det hela började med en ARO MURI för ungefär åtta år sedan med titeln "Attosecond Optical Technology Based on Recollision and Gating" från Physics Division. Detta följdes av enskilda utredarutmärkelser, Defense University Research Instrumentation Programs och slutligen en ARO MURI med titeln "Attosecond Electron Dynamics" från Chemistry Division.

Ur ARL/ARO perspektiv, Hammond sa att denna prestation, som inkluderade forskare från hela världen, visar hur fortsatt finansiering till grundforskning med hjälp av flera instrument, som MURI, DURIPS, och utmärkelser för enskilda utredare, kan användas på ett sammanhängande och meningsfullt sätt för att driva vetenskapens gränser framåt.

Changs team inkluderar Jie Li, Xiaoming Ren, Yanchun Yin, Andrew Chew, Yan Cheng, Eric Cunningham, Yang Wang, Shuyuan Hu, och Yi Wu, som alla är anslutna till Institute for the Frontier of Attosecond Science and Technology, eller iFAST; Kun Zhao, som också är ansluten till Chinese Academy of Sciences, och Michael Chini vid UCF Department of Physics.