Время застывает на одну квинтиллионную секунды: физики создали самый быстрый микроскоп в мире

Сложно изобразить субатомный мир не толка потому, что он чрезвычайно маленький, но и потому, что он очень быстрый. Теперь же физики создали самый быстрый в мире электронный микроскоп, который может запечатлеть события, длящиеся всего одну квинтиллионную секунды. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, пишет New Atlas.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Если камера имеет очень хорошую выдержку, то с ее помощью можно сфотографировать бегущего человека. Но самыми быстрыми камерами в мире для фотографирования субатомного мира являются просвечивающие электронные микроскопы. С их помощью можно увидеть событие, которое длиться аттосекунды, например, движение электронов. Аттосекунда — это одна квинтиллионная секунды, из-за чего миллисекунда, то есть одна тысячная секунды может показаться целой вечностью.

В одной секунде столько же аттосекунд, сколько секунд в 31,7 миллиарда лет. То есть это более чем в 2 раза больше, чем возраст нашей Вселенной.

В прошлом ученые смогли наблюдать субатомный мир на скорости 43 аттосекунды. Это считалось самым коротким контролируемым наблюдением за движением субатомных частиц. Теперь же физики пошли намного дальше и смогли остановить время на уровне одной аттосекунды, чтобы запечатлеть движение субатомных частиц.

В основе нового электронного микроскопа, созданного физиками, лежит работа таких ученых, как Анн Л’Юилье, Ференц Краус и Пьер Агостини. Они впервые создали световые импульсы, которые настолько короткими, что их можно измерить в аттосекундах. За это достижение ученые получили в 2023 году Нобелевскую премию по физике.

Авторы нового исследования создали устройство, которое они назвали аттомикроскопом. Сначала импульс ультрафиолетового света выстреливается в фотокатод, который выпускает сверхбыстрые электроны внутри аттомикроскопа. Затем лазерный импульс разделяется на два луча, которые направляются в электроны, которые двигаются. Один из лучей является поляризованным, и они приходят через разное время и создают электронный импульс, который может создать изображение образца. В данном случае это был графен.

Физики смогли создать электронные импульсы длительностью всего в одну аттосекунду. Это позволило увидеть сверхбыстрое движение электронов, которое обычно невозможно увидеть. По словам ученых, их научный прорыв можно применить в квантовой физике, химии и биологии.

Как уже писал Фокус, физики смогли подтвердить некоторые теории относительно природы антиматерии с помощью обнаружения самых тяжелых антиядер, состоящих из экзотических элементарных частиц. Эти антиядра являются частью антиматерии.

Напоминаем, что когда-то на Венере могло быть столько же воды, сколько на Земле. Теперь ученые изучили распределение воды в атмосфере Венеры и обнаружили нечто неожиданное, как уже писал Фокус.