Attosecond는 얼마나 빠른가요?

2023년 노벨 물리학상은 전자공학과 화학 분야에서 획기적인 발전을 가져올 수 있는 아토초 연구 공로를 인정받아 과학자 3명에게 수여되었습니다.

피에르 아고스티니, 페렌츠 크라우스, 안느 루이에 등 세 명의 과학자가 2023년 노벨 물리학상을 수상했습니다. 사진: CNN

스웨덴 왕립 과학 아카데미는 10월 3일 오후 4시 45분(하노이 시간)에 과학자 피에르 아고스티니(55세), 페렌츠 크라우츠(61세), 앤 루이에( 65 세)가 물질 내 전자 동역학을 연구하기 위해 아토초 광 펄스를 생성하는 실험적 방법을 개발한 공로로 2023년 노벨 물리학상을 수상했다고 발표했습니다.

레이저를 이용한 연구는 과학자들에게 전자를 관찰하고 심지어 제어할 수 있는 도구를 제공하는데, 이는 전자공학과 화학 등 다양한 분야에서 획기적인 발전을 가져올 수 있습니다.

아토초는 10억 분의 1초입니다. 쉽게 말해, 1초에는 138억 년 우주 역사 전체에 걸쳐 존재했던 초의 수와 같은 양의 아토초가 존재합니다. 스위스 연방 공과대학(ETH 취리히)의 연구원인 한스 야콥 뵈르너에 따르면, 아토초는 인간이 직접 측정할 수 있는 가장 짧은 시간입니다.

이 시간 척도에서 작동할 수 있는 능력은 원자의 필수 구성 요소인 전자가 작동하는 속도이기 때문에 중요합니다. 예를 들어, 전자가 수소 원자의 핵 주위를 도는 데는 150아토초가 걸립니다.

즉, 아토초를 연구함으로써 과학자들은 이전에는 불가능했던 근본적인 과정에 접근할 수 있게 됩니다. 모든 전자 장치는 전자의 움직임에 영향을 받으며, 현재 속도 한계는 나노초라고 뵈르너는 말합니다. 마이크로프로세서를 아토초로 변환하면 10억 배 더 빠른 정보 처리가 가능해질 것입니다.

원자는 양성자와 중성자로 구성된 핵과 그 주변을 전자로 구성됨. 사진: Rost-9D/Getty

프랑스 태생의 스웨덴 물리학자 앤 루일리에는 고출력 레이저를 사용하여 극히 짧은 간격으로 빛의 펄스를 생성함으로써 아토초 세계 를 여는 도구를 최초로 개발했습니다.

프랑스 빛과 물질 연구소의 연구원인 프랑크 르핀은 뤼이에와 함께 연구했으며, 이 장치를 전자를 위해 만들어진 필름에 비유합니다. 그는 이 장치를 연속적인 사진 촬영을 통해 장면을 구성했던 두 명의 선구적인 프랑스 영화 제작자, 오귀스트 뤼미에르와 루이 뤼미에르 형제의 작업에 비유합니다. 임페리얼 칼리지 런던의 레이저 물리학 교수인 존 티쉬는 이 장치가 매우 빠른 펄스의 빛을 사용하여 물질에 발사하고 그 시간 동안의 거동에 대한 정보를 얻는 장치와 같다고 말합니다.

어제 수상한 세 명의 수상자는 모두 이전에 가장 짧은 광 펄스 세계 기록을 보유하고 있었습니다. 2001년 프랑스 과학자 피에르 아고스티니 팀은 단 250아토초 동안 지속되는 펄스를 개발했습니다. 뤼일리에 팀은 2003년 170아토초로 그 기록을 경신했습니다. 2008년 오스트리아-헝가리 물리학자 페렌츠 크라우츠는 80아토초 펄스로 그 기록을 절반 이상 단축했습니다.

뵈르너 팀은 현재 43아토초로 가장 짧은 광 펄스에 대한 기네스 세계 기록을 보유하고 있습니다. 뵈르너는 현재 기술을 사용하면 이 지속 시간을 몇 아토초로 더 단축할 수 있을 것으로 예상합니다.

아토초 기술은 아직 주류는 아니지만, 미래는 밝다고 전문가들은 말합니다. 지금까지 과학자들은 대부분 아토초를 이용하여 전자를 관찰해 왔습니다. 뵈르너에 따르면, 전자를 제어하고 그 움직임을 제어하는 ​​것은 아직 불가능하거나, 이제 막 가능해지기 시작한 단계입니다. 이 기술은 전자공학을 훨씬 더 빠르게 만들고 화학 혁명을 일으킬 수 있습니다.

"분자가 자연적으로 하는 일에만 국한되지 않고, 우리의 필요에 맞춰 조절할 수 있을 것입니다."라고 워너는 말했다. 그는 "아토 화학"을 통해 더 효율적인 태양 전지를 개발하거나, 심지어 빛 에너지를 사용하여 청정 연료를 생산할 수도 있다고 덧붙였다.

투 타오 ( AFP 에 따르면)

소스 링크: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html