アト秒はどれくらい速いですか?

2023年のノーベル物理学賞は、電子工学と化学の飛躍的進歩につながる可能性のあるアト秒の研究に対して3人の科学者に授与された。

ピエール・アゴスティーニ、フェレンツ・クラウス、アンヌ・ルイリエの3人の科学者が2023年のノーベル物理学賞を受賞した。写真： CNN

スウェーデン王立科学アカデミーは、10月3日午後4時45分（ハノイ時間）、物質内の電子の動きを研究するためにアト秒光パルスを生成する実験手法を開発した科学者ピエール・アゴスティーニ（55歳）、フェレンツ・クラウス（61歳）、アンヌ・ルイリエ（65歳）の3名が2023年のノーベル物理学賞を受賞すると発表した。

レーザーを使った研究により、科学者は電子を観察し、さらには制御するツールを手に入れ、電子工学や化学など多岐にわたる分野で画期的な進歩を遂げることができるようになる。

アト秒は10億分の1秒の10億分の1です。ちなみに、1秒には138億年の宇宙の歴史全体で使われてきた秒数と同じ数のアト秒が含まれています。スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETHチューリッヒ）の研究者、ハンス・ヤコブ・ヴェルナー氏によると、アト秒は人間が直接計測できる最短の時間です。

この時間スケールで動作できる能力は重要です。なぜなら、これは原子の重要な構成要素である電子が動作する速度だからです。例えば、電子が水素原子核の周りを一周するのに150アト秒かかります。

つまり、アト秒の研究は、科学者がこれまで到達できなかった基礎的なプロセスにアクセスできるようになることを意味します。すべての電子機器は電子の動きの影響を受けており、現在の速度限界はナノ秒だとワーナー氏は言います。マイクロプロセッサをアト秒単位に換算できれば、情報処理速度は10億倍も高速化できる可能性があります。

原子は陽子と中性子からなる原子核と、それを取り囲む電子で構成されています。写真： Rost-9D/Getty

フランス生まれのスウェーデン人物理学者アンヌ・ルイリエは、高出力レーザーを使って極めて短い間隔で光のパルスを作り出し、アト秒の世界を切り開くツールを初めて開発した。

ルイリエと共に研究を行ったフランス光物質研究所の研究者、フランク・レピーヌ氏は、この装置を「電子のために作られた映画」と表現する。彼はこれを、連続写真でシーンを構築したフランスの先駆的な映画監督、オーギュスト・リュミエールとルイ・リュミエール兄弟の作品に​​例える。インペリアル・カレッジ・ロンドンのレーザー物理学教授、ジョン・ティッシュ氏は、この装置は極めて高速な光パルスを用いて物質に照射し、その時間における物質の挙動に関する情報を取得する装置のようなものだと述べている。

昨日の受賞者3人は、いずれも以前、世界最短の光パルスの記録を保持していました。2001年、フランスの科学者ピエール・アゴスティーニ氏のチームは、わずか250アト秒のパルスを生成しました。リュイリエ氏のチームは2003年に170アト秒という記録を更新しました。2008年には、オーストリア・ハンガリー帝国出身の物理学者フェレンツ・クラウス氏が80アト秒のパルスを生成し、その記録を半分以下に縮めました。

ウォーナー氏のチームは現在、43アト秒という最短光パルスのギネス世界記録を保持している。現在の技術では、この持続時間はわずか数アト秒まで短縮できるとウォーナー氏は見積もっている。

アト秒技術はまだ主流ではないが、将来は有望だと専門家は述べている。これまで、科学者はアト秒を用いて主に電子を観測してきた。電子の制御やその動きの制御はまだ不可能、あるいはようやく可能になり始めたばかりだとワーナー氏は述べている。この技術は電子機器の速度を大幅に向上させ、化学に革命をもたらす可能性がある。

「分子が自然に行う働きに限定されるのではなく、むしろ私たちのニーズに合わせて分子をカスタマイズできるようになるでしょう」とウォーナー氏は述べた。「アト化学」は、より効率的な太陽電池の開発や、光エネルギーを利用したクリーンな燃料の製造につながる可能性もあると付け加えた。

トゥー・タオ（ AFP通信による）

ソースリンク: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html