دانشمندان با شکستن سد زمانی در علم، موفق به تولید پالس نور پرتو ایکس ۱۹٫۲ اتوثانیهای شدهاند که به عنوان سریعترین دوربین جهان عمل میکند. این فناوری انقلابی، برای نخستین بار امکان مشاهده مستقیم و با وضوح بیسابقه دینامیک الکترونها در حین واکنشهای شیمیایی، انتقال فاز و فرآیندهای کوانتومی را فراهم آورده است.
در دهههای گذشته، دانشمندان متوجه شدهاند که الکترونها تقریباً تمام فرآیندهای شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی را تحت تأثیر قرار میدهند؛ از نحوه واکنشهای شیمیایی و هدایت الکتریکی مواد گرفته تا حرکت انرژی در مولکولهای زیستی و عملکرد فناوریهای کوانتومی.
با این حال، مشکل اصلی هرگز در نظریه نبود، بلکه در زمان بود. حرکت الکترونها در مقیاسهای زمانی اتوثانیهای رخ میدهد که برای ابزارهای معمولی قابل شبیهسازی نیست.
به نقل از Interesting Engineering، این سد علمی اکنون شکسته شده است. پژوهشگران موفق به تولید پالس نرم پرتو ایکس ۱۹٫۲ اتوثانیهای (attosecond) شدهاند که سریعترین دوربین جهان را به وجود آورده است، دوربینی که قادر است دینامیک الکترونها را در زمان واقعی با وضوحی بیسابقه ثبت کند.
این پالس کوتاهترین و درخشانترین پالس نرم پرتو ایکس است که تا به حال ساخته شده است.
این پالس ۱۹٫۲ اتوثانیهای، دریچهای مستقیم به فرآیندهایی میگشاید که پیش از این هرگز مشاهده نشده بودند و به پژوهشگران این امکان را میدهد که حرکت الکترونها را در هنگام وقوع واکنشها، انتقال فازها و جابجایی انرژی مشاهده کنند.
نور پرتو ایکس نرم به دلیل توانایی شناسایی اتمها و پیگمانتهای خاص، ویژگی منحصر به فردی دارد.
این پرتوهای بسیار کوتاه به دانشمندان این امکان را میدهند که چگونگی بازآرایی الکترونها در اطراف سایتهای اتمی خاص را ردیابی کنند و اینگونه فرآیندهای تغییر خواص مواد یا تغییرات مولکولی را در حین واکنشها بررسی کنند.
گفتنی است تولید این پالس ایزوله و کوتاه، کار سادهای نبوده است. برای دستیابی به این موفقیت، پیشرفتهای بزرگی در زمینه تولید هارمونیکهای بالا، مهندسی لیزر و متروئولوژی اتوثانیهای انجام شد.
به گفته پژوهشگران، این نوآوریها موجب شدند که اندازهگیری پالسها از مرزهای قبلی فراتر رود و امکان تأیید مدتزمانهای بسیار کوتاهتر از قبل فراهم آید.
