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で3人の科学者に授与されることになった。

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考案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。

レーザーを用いた彼らの研究は、科学者に電子の観察、さらには制御を可能にするツールを提供します。これは、電子工学や化学といった多様な分野における画期的な進歩を促す可能性があります。

アト秒は10億分の1秒の10億分の1です。1秒には、宇宙の138億年の歴史全体における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測定できる最も短い時間です。

この時間枠内で動作できる能力は重要です。なぜなら、これは原子の主要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、アト秒を研究することで、科学者は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のです。あらゆる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、アト秒の世界を切り開くツールを初めて開発しました。このツールは、高出力レーザーを用いて極めて短い間隔で光パルスを生成します。

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使って物質に照射し、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アト秒の光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アト秒の光パルスでこの記録を破りました。2008年には、オーストリア・ハンガリー帝国の物理学者フェレンツ・クラウス氏が80アト秒の光パルスを生成し、この記録の半分以上を縮めました。

ウォーナー氏のチームは現在、43アト秒という世界最短の光パルスで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通信によると）

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