Attosaniye Fiziği Nedir? Attosaniye Seviyesindeki Lazerler, Elektronların Sırlarını Nasıl Açığa Çıkarır?
2023 Nobel Fizik Ödülü Neden Attosaniye Fiziğine Verildi?
2023 Nobel fizik ödülüne layık görülen üç araştırmacı, elektronları içeren süreçleri araştırmak için son derece kısa ışık darbeleri yaratmanın bir yolunu gösterdi. ABD'deki Ohio State Üniversitesi'nden Pierre Agostini, Almanya'daki Max Planck Kuantum Optik Enstitüsü'nden Ferenc Krausz ve İsveç'teki Lund Üniversitesi'nden Anne L'Huillier, toplam 11 milyon İsveç kronu (822.910 £) tutarındaki ödülü paylaşacak.
Elektronlar, elektrikten manyetizmaya kadar her gün etkileşim kurduğumuz birçok kavramda rol oynayan atom altı parçacıklardır. Elektronlardaki değişiklikler genelde saniyenin milyarda birinin milyarda biri olan "attosaniyenin" birkaç onda birinde meydana gelir. Bu kadar kısa sürede gerçekleşen olayları incelemek için özel bir teknolojiye ihtiyaç vardır.
Ödül sahipleri, attosaniye cinsinden ölçülebilecek kadar kısa ışık darbeleri üreten deneysel yöntemler geliştirdiler. Bu yöntemler ilerde fiziksel maddedeki elektronların geçici dinamiklerini incelemek için kullanılabilir ki bu, daha önce mümkün olmayan bir şeydi.
Şimdiye dek üretilen en kısa ışık parlamaları olan attosaniye darbeleri, fotonikte yani ışık dalgaları biliminde bir devrim yarattı. Bu darbeler atom, kiral moleküller (birbirlerinin ayna görüntüleri olan moleküller) ve çok küçük nanopartiküller gibi farklı fiziksel sistemlerdeki elektronları anlık olarak görüntülemek için kullanıldılar. Bu hızlı darbeler ilk kez, bilim insanlarının gözlemlerinin zaman ölçeğini elektron dinamiğinin meydana geldiği doğal, çok hızlı zaman ölçekleriyle eşleştirmesine olanak tanıdı.
Bu başarı, lazer bilimi ve mühendisliğinde önemli yenilikler gerektiriyordu; bunlar ise bu yılki Nobel ödülü sahiplerinin onlarca yıldır üzerinde çalıştığı yeniliklerdi. L'Huillier, lazer ışığı ile gaz atomları arasındaki etkileşimler sonucunda ortaya çıkan yeni bir etkileşimi keşfetti. Öyle ki bu etkileşim, her biri birkaç yüz attosaniye uzunluğunda ultraviyole ışık darbeleri üretmek için kullanılabilecek.
Agostini ve Krausz ise bu keşfi daha da ileri götürdüler. Agostini, 2001 yılında kısa ışık darbeleri üretip bunların genişliklerini ölçebildi. RABBIT tekniği adlı yöntem kullanılarak üretilen patlamalar dizisi yalnızca 250 attosaniye sürdü.[1], [2] Hemen hemen aynı dönemde Krausz, bunu 650 attosaniye süren bir ışık darbesini başarıyla izole etmek için kullandığı farklı bir deneysel yaklaşım geliştirdi.[3]
Agostini ve Krausz tarafından geliştirilen bu iki yaklaşım, bugün yürütülen attosaniye araştırmalarının çoğunun temelini oluşturuyor.
Heyecan Verici Uygulamalar!
Bu attosaniye darbeleri için bazı heyecan verici potansiyel uygulamalar mevcut. Mesela, farklı malzeme türlerinde daha önce bilinmeyen fiziksel olayları incelemek için kullanılabilirler. Ultra hızlı anahtarlama olarak bilinen farklı bir alansa bir gün çok hızlı çalışan elektroniklerin geliştirilmesine de yol açabilir.[5]
Attosaniye darbe bilimi, tıbbi teşhislerde de kullanım alanı bulabilir. Bir kan örneğini çok hızlı bir ışık darbesine maruz bırakan bilim insanları, o örneğin moleküllerindeki küçük değişiklikleri tespit edebilir. Bu, kanser de dahil olmak üzere hastalıkları teşhis etmenin yeni bir yöntemine yol açabilir.
King's'teki bir ekip, attosaniye darbelerinin mümkün kıldığı fiziksel süreçlerdeki çözünürlüğü kuantum bilgi işlemdeki yeni gelişmelerle birleştirmek için çalışıyor.[4] Bu, attosaniye zaman ölçeğinde kuantum hesaplamalarda uygulanabilecek kuantum ışık darbeleri yaratacak.
Bu alanda Nobel ödülünün alınması, yeni keşifler yapma yolundaki çabalarımızı iki katına çıkarmamız için bize ilham veriyor. Ödül sahiplerinin başarılarının devamını diliyor, bundan sonra bizi neyle şaşırtacaklarını merakla bekliyoruz.
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git- 19
- 16
- 14
- 10
- 8
- 5
- 3
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- Çeviri Kaynağı: The Conversation | Arşiv Bağlantısı
- ^ P. M. Paul, et al. (2002). Observation Of A Train Of Attosecond Pulses From High Harmonic Generation. American Association for the Advancement of Science (AAAS), sf: 1689-1692. doi: 10.1126/science.1059413. | Arşiv Bağlantısı
- ^ M. Isinger, et al. (2019). Accuracy And Precision Of The Rabbit Technique. The Royal Society, sf: 20170475. doi: 10.1098/rsta.2017.0475. | Arşiv Bağlantısı
- ^ M. Hentschel, et al. (2001). Attosecond Metrology. Nature, sf: 509-513. doi: 10.1038/35107000. | Arşiv Bağlantısı
- ^ Attokings. Attosecond Physics At King's College London | Attokings | United Kingdom. Alındığı Tarih: 2 Kasım 2023. Alındığı Yer: Attokings | Arşiv Bağlantısı
- ^ Georgetown University. Ultra-Fast Switching. Alındığı Tarih: 3 Kasım 2023. Alındığı Yer: Georgetown University | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 21/11/2024 17:29:53 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/15991
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
This work is an exact translation of the article originally published in The Conversation. Evrim Ağacı is a popular science organization which seeks to increase scientific awareness and knowledge in Turkey, and this translation is a part of those efforts. If you are the author/owner of this article and if you choose it to be taken down, please contact us and we will immediately remove your content. Thank you for your cooperation and understanding.