Straipsnyje, atspausdintame ?Nature Photonics? ?urnale, tarptautin? mokslinink? komanda apra?o ?engt? svarb? ?ingsn? kuriant galimyb?, kuri leis mokslininkams steb?ti atskir? elektron? jud?jim?. Jei ?? metod? pasiseks ?gyvendinti, tai bus galima su ne?prastu tikslumu steb?ti, kaip atskiros molekul?s s?veikauja viena su kita chemini? reakcij? metu. ?ie tyrimai b?t? svarb?s ne tik fundamentiniam mokslui, bet ir cheminei in?inerijai bei farmakologiniams tyrimams.

Mokslininkai, devyni i? kuri? dirba Masa?iusetso technologij? instituto Elektronikos tyrim? laboratorijoje (Research Laboratory of Electronics), apra?o metod?, kuris tur?t? leisti gauti lazerio ?viesos pli?ptel?jim?, kuris t?st?si tik kelet? atosekund?i?. Viena attosekund? lygi vienai bilijoninei bilijonin?s sekund?s daliai. Elektronas vandenilio atome apsisuka apie branduol? ma?daug per ?imtas penkiasde?imt vien? atosekund?. Vadinasi, norint pamatyti elektron?, dalyvaujant? chemin?je reakcijoje, reikia tur?ti atosekundin?s trukm?s impulsus.

?Jei j?s galite generuoti nedidel?s trukm?s impulsus, tai j?s galite tirti proces? dinamik?, kurie vyksta tame laiko mastelyje,? ? pasak? grup?s vadovas profesorius Francas Kertneris.

Atosekundiniai impulsai buvo sukurti laboratorijoje ir anks?iau, ta?iau j? intensyvumas nebuvo pakankamas, taip vadinamai, laikinei spektroskopijai, kuri, paprastai, naudojama elektron? dinamikai matuoti. Naujasis metodas ne tik tur?t? padidinti impuls? intensyvum?, bet jam taip pat reikalinga ir paprastesn? ?ranga, tai yra jis b?t? prakti?kesnis.

Ultratrump? ?viesos spinduli? pli?psni? gavimui sujungiamos skirting? da?ni? ?viesos bangos. Bang? galima ?sivaizduoti kaip pastovius ?emyn ir ? vir?? nukreiptus vingius, o atstumas tarp vingi? vir??ni? apibr??ia bangos ilg?. Kai dvi bangos persikloja, jos viena kit? stiprina tose vietose, kuriose persikloja vir??n?s. Ta?iau bangos gali viena kit? ir silpninti ? kai vienos bangos vir??n? sutampa su kitos bangos duobe. Apibr??tas bang? derinys gali sukurti visi?kai nauj? skirtingos formos bang?.

Kiti mokslininkai band? gauti trumpus ?viesos pli?psnius, derindami lazeri? spindulius, ta?iau jie naudojo atskirus lazerius kiekvienam spinduliui. Labai sud?tinga sinchronizuoti spindulius, kad j? vir??n?s ir duob?s sutapt? pageidaujamose vietose. Mokslininkai panaudojo kristal?, kuris suskaido atskiro lazerio spindul? ? kelet? skirtingo da?nio spinduli?. Kadangi naujai paruo?ti spinduliai gaunami i? vieno pradinio spindulio, tai jie yra idealiai sinchronizuoti.

Nors taip gaunami labai trumpi ?viesos impulsai, ta?iau jie nepasiekia atosekundinio mastelio. Kitas proceso ?ingsnis b?t? impuls? pasiuntimas per dujas. Kai lazerio ?viesos dalel?s (fotonai) susiduria su duj? atomais, jie yra sugeriami, ta?iau j? energija tuojau pat i?spinduliuojama nauj? foton? pavidalu. Ta?iau naujieji fotonai gali tur?ti ?ymiai didesn? da?n? nei pradiniai fotonai. Didesnis da?nis rei?kia trumpesn? ?viesos pli?psn?.

Ta?iau mokslininkai dar neatliko ?io paskutinio proceso ?ingsnio. ?iuo metu jie praleido lazerio spindul? per du stiprintuvus, kad sustiprint? jo energij?. Ta?iau yra reikalinga ?ymiai didesn? energija, norint i?gauti pakankamai didelio da?nio fotonus i? duj?. Kito stiprintuvo prid?jimas, grup?s nuomone, visk? i?spr?st?, ta?iau ?ia buvo susidurta su tam tikromis in?inerin?mis problemomis.

Paveiksl?lyje parodytas schematinis naujojo lazerio, kuris spinduliuoja ultratrumpus ?viesos impulsus, vaizdas. Skirtingo da?nio ?viesos spinduliai (raudona ir ?alia spalvos) sujungiami ir gaunama nauja banga (geltona spalva), kuri nukreipiama ? dujas (m?lyna spalva). ?viesa su?adina duj? atomus, kurie i?spinduliuoja ?ymiai didesnio da?nio ?vies?.

?altinis: