Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Central Florida đã tạo ra một xung ánh sáng với độ dài 53 atto giây – ngắn nhất từ trước đến nay.
Theo Iflscience, thành tựu này được công bố trên tạp trí Nature Communications thông qua sử dụng máy laze tia X, phá vỡ kỷ lục 67 atto giây được thiết lập vào năm 2012.
Để chụp một chiếc lá rơi, bạn chỉ cần một chiếc máy ảnh thường, vì lá rơi chậm. Nhưng để chụp một chiếc xe máy lao vụt qua, bạn cần một máy ảnh có tốc độ mở 1/1000 giây, vì chỉ như vậy bạn mới hạn chế được độ dịch chuyển của xe (còn khoảng 5 cm), để có một bức ảnh rõ nét.
Với các hiện tượng khác cũng vậy. Khi mà nhân loại đi dần tới những chân trời kiến thức: vô cùng lớn của vũ trụ, vô cùng nhỏ của thế giới vi hạt, vô cùng nhanh của các quá trình vật lý cấp độ nguyên tử, họ cần có những công cụ mới, tốt hơn, nhạy hơn, nhanh hơn, chính xác hơn…
Một atto giây là một khoảng thời gian rất nhỏ – một phần tỉ của một phần tỉ giây. Trong 53 atto giây, ánh sáng bao phủ một khoảng cách nhỏ hơn một phần nghìn đường kính của một sợi tóc người. Tốc độ này rất quan trọng nếu chúng ta muốn quan sát các điện tử có khung thời gian khoảng 24 atto giây.
Các xung ánh sáng ở mức atto giây cho phép các nhà khoa học nghiên cứu cách các điện tử di chuyển trong các phân tử và có thể truyền cảm hứng cho việc tìm ra các thế hệ hạt vi mô tiếp theo.
“Chẳng hạn, các tia X cực ngắn này có thể được sử dụng để quay những đoạn video chuyển động chậm của các electron và các nguyên tử của các phân tử sinh học trong tế bào sống. Chúng cũng có thể giúp nâng cao hiệu suất của các tấm pin mặt trời thông qua việc hiểu rõ hơn về hoạt động quang hợp tự nhiên”, GS. Zenghu Chang nói trong một tuyên bố.
Các xung laze hoạt động như các máy quay tốc độ cao ghi lại hành động siêu chậm chạp của các điện tử giúp các nhà nghiên cứu sau đó có thể ghép lại với nhau thành một bộ phim hoành chỉnh.
Một yếu tố quan trọng khác trong khả năng của xung laze này là bước sóng của ánh sáng được tạo ra cho phép khảo sát một cách toàn diện thế giới nano với độ chính xác chưa từng có và chi tiết về các nguyên tử, phân tử…
“Điều này đặt ra triển vọng cho nhiều loại thí nghiệm mới và thúc đẩy vật lý tiến về phía trước với khả năng hiểu vấn đề tốt hơn bao giờ hết”, Ông Rich Hammond, thuộc Văn phòng Nghiên cứu Quân sự, tài trợ cho nghiên cứu cho biết.
Các quan sát ánh sáng laze tia X là một lĩnh vực nhiều tiềm năng. Gần một năm trước, chúng ta đã có cái nhìn cận cảnh đầu tiên về quá trình quang hợp xảy ra như thế nào. Và nay một tia laze cỡ 53 atto giây có thể đưa chúng ta đến gần hơn đến viễn cảnh quan sát một cách toàn diện và chân thực về thế giới của cơ học lượng tử.
Hoài Anh