ක්ෂණික පළ කිරීම් සඳහා අපගේ සමාජ මාධ්‍ය වෙත දායක වන්න
2023 ඔක්තෝබර් 3 වන දින සන්ධ්‍යාවේ වැදගත් නිවේදනයක් නිකුත් කරමින්, 2023 වසර සඳහා භෞතික විද්‍යාව සඳහා වූ නොබෙල් ත්‍යාගය එළිදක්වන ලද අතර, ඇටසොකන්ඩ් ලේසර් තාක්‍ෂණ ක්ෂේත්‍රයේ පුරෝගාමීන් ලෙස වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කළ විද්‍යාඥයින් තිදෙනෙකුගේ කැපී පෙනෙන දායකත්වය අගයමින්.
"ඇටොසෙකන්ඩ් ලේසර්" යන පදය එහි නම ලබාගෙන ඇත්තේ එය ක්‍රියාත්මක වන ඇදහිය නොහැකි තරම් කෙටි කාල පරිමාණයෙන්, විශේෂයෙන් තත්පර 10^-18 ට අනුරූප වන ඇටොසෙකන්ඩ් අනුපිළිවෙලින් ය. මෙම තාක්ෂණයේ ගැඹුරු වැදගත්කම ග්‍රහණය කර ගැනීම සඳහා, ඇටොසෙකන්ඩ් එකක් අදහස් කරන්නේ කුමක්ද යන්න පිළිබඳ මූලික අවබෝධයක් ඉතා වැදගත් වේ. ඇටොසෙකන්ඩ් එකක් අතිශය මිනිත්තු කාල ඒකකයක් ලෙස පවතින අතර එය තනි තත්පරයක පුළුල් සන්දර්භය තුළ තත්පරයකින් බිලියනයෙන් බිලියනයෙන් එකක් වේ. මෙය ඉදිරිදර්ශනයකට ගෙන ඒමට, අපි තත්පරයක් උස් කන්දකට සමාන කළහොත්, ඇටොසෙකන්ඩ් එකක් කන්දේ පාදමේ පිහිටා ඇති තනි වැලි කැටයකට සමාන වනු ඇත. මෙම ක්ෂණික තාවකාලික පරතරය තුළ, ආලෝකයට පවා තනි පරමාණුවක ප්‍රමාණයට සමාන දුරක් යන්තම් ගමන් කළ හැකිය. ඇටොසෙකන්ඩ් ලේසර් භාවිතා කිරීම හරහා, විද්‍යාඥයින් පරමාණුක ව්‍යුහයන් තුළ ඉලෙක්ට්‍රෝනවල සංකීර්ණ ගතිකතාවයන් පරීක්ෂා කිරීමට සහ හැසිරවීමට පෙර නොවූ විරූ හැකියාවක් ලබා ගනී, එය සිනමාත්මක අනුපිළිවෙලක රාමුවෙන් රාමුවට මන්දගාමී චලන නැවත ධාවනයකට සමාන වන අතර එමඟින් ඒවායේ අන්තර් ක්‍රියාකාරිත්වයට ගැඹුරින් යොමු වේ.
ඇටොස්ටකොන්ඩන්ට් ලේසර්අතිශය වේගවත් ලේසර් නිර්මාණය කිරීම සඳහා රේඛීය නොවන දෘෂ්ටි විද්‍යාවේ මූලධර්ම උපයෝගී කර ගත් විද්‍යාඥයින්ගේ පුළුල් පර්යේෂණ සහ සාමූහික උත්සාහයන්ගේ කූටප්‍රාප්තිය නියෝජනය කරයි. ඔවුන්ගේ පැමිණීම ඝන ද්‍රව්‍යවල පරමාණු, අණු සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන තුළ පවා සිදුවන ගතික ක්‍රියාවලීන් නිරීක්ෂණය කිරීම සහ ගවේෂණය කිරීම සඳහා නව්‍ය වාසිදායක ස්ථානයක් අපට සපයා ඇත.
සාම්ප්‍රදායික ලේසර් හා සසඳන විට ඇටෝසෙකන්ඩ් ලේසර්වල ස්වභාවය පැහැදිලි කිරීමට සහ ඒවායේ සාම්ප්‍රදායික නොවන ගුණාංග අගය කිරීමට, පුළුල් "ලේසර් පවුල" තුළ ඒවායේ වර්ගීකරණය ගවේෂණය කිරීම අත්‍යවශ්‍ය වේ. තරංග ආයාමය අනුව වර්ගීකරණය කිරීමේදී ඇටෝසෙකන්ඩ් ලේසර් ප්‍රධාන වශයෙන් පාරජම්බුල කිරණ සිට මෘදු එක්ස් කිරණ සංඛ්‍යාත පරාසය තුළ ස්ථානගත කර ඇති අතර, සාම්ප්‍රදායික ලේසර්වලට වඩා ඒවායේ සැලකිය යුතු ලෙස කෙටි තරංග ආයාමයන් දක්වයි. ප්‍රතිදාන ක්‍රම සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, ඇටෝසෙකන්ඩ් ලේසර් ස්පන්දන ලේසර් කාණ්ඩයට අයත් වන අතර, ඒවායේ අතිශය කෙටි ස්පන්දන කාල සීමාවන් මගින් සංලක්ෂිත වේ. පැහැදිලිකම සඳහා සාදෘශ්‍යයක් ඇඳීම සඳහා, අඛණ්ඩ තරංග ලේසර් අඛණ්ඩ ආලෝක කදම්භයක් නිකුත් කරන ෆ්ලෑෂ් ලයිට් එකකට සමාන ලෙස සිතිය හැකි අතර, ස්පන්දන ලේසර් ආලෝකකරණයේ සහ අන්ධකාරයේ කාල පරිච්ඡේද අතර වේගයෙන් ප්‍රත්‍යාවර්ත වන ස්ට්‍රෝබ් ආලෝකයකට සමාන වේ. සාරාංශයක් ලෙස, ඇටෝසෙකන්ඩ් ලේසර් ආලෝකකරණය සහ අන්ධකාරය තුළ ස්පන්දන හැසිරීමක් පෙන්නුම් කරයි, නමුත් අවස්ථා දෙක අතර ඒවායේ සංක්‍රාන්තිය විශ්මයජනක සංඛ්‍යාතයකින් සිදු වන අතර ඇටෝසෙකන්ඩ් ක්ෂේත්‍රයට ළඟා වේ.
බලය අනුව තවදුරටත් වර්ගීකරණය කිරීමෙන් ලේසර් අඩු බල, මධ්‍යම බල සහ අධි බල වරහන් වලට ස්ථානගත කරයි. ඇටෝසෙකන්ඩ් ලේසර් ඒවායේ අතිශය කෙටි ස්පන්දන කාල සීමාවන් නිසා ඉහළ උච්ච බලයක් ලබා ගන්නා අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස උච්ච උච්ච බලයක් (P) ඇති වේ - ඒකක කාලයකට ශක්තියේ තීව්‍රතාවය ලෙස අර්ථ දක්වා ඇත (P=W/t). තනි ඇටෝසෙකන්ඩ් ලේසර් ස්පන්දනවලට සුවිශේෂී ලෙස විශාල ශක්තියක් (W) නොතිබිය හැකි වුවද, ඒවායේ සංක්ෂිප්ත තාවකාලික ප්‍රමාණය (t) ඒවාට ඉහළ උච්ච බලයක් ලබා දෙයි.
යෙදුම් වසම් අනුව, ලේසර් කාර්මික, වෛද්‍ය සහ විද්‍යාත්මක යෙදුම් ඇතුළත් වර්ණාවලියක් පුරා විහිදේ. ඇටොස්කොන්කන්ඩ් ලේසර් ප්‍රධාන වශයෙන් විද්‍යාත්මක පර්යේෂණ ක්ෂේත්‍රය තුළ ඔවුන්ගේ ස්ථානය සොයා ගනී, විශේෂයෙන් භෞතික විද්‍යාව සහ රසායන විද්‍යාව යන වසම් තුළ වේගයෙන් විකාශනය වන සංසිද්ධි ගවේෂණය කිරීමේදී, ක්ෂුද්‍ර විශ්වීය ලෝකයේ වේගවත් ගතික ක්‍රියාවලීන් වෙත කවුළුවක් ලබා දෙයි.
ලේසර් මාධ්‍යය අනුව වර්ගීකරණය කිරීමේදී ලේසර් ගෑස් ලේසර්, ඝන-තත්ත්ව ලේසර්, ද්‍රව ලේසර් සහ අර්ධ සන්නායක ලේසර් ලෙස නිරූපණය කෙරේ. ඇටෝ තත්පර ලේසර් උත්පාදනය සාමාන්‍යයෙන් ගෑස් ලේසර් මාධ්‍ය මත රඳා පවතින අතර, ඉහළ අනුපිළිවෙල හාර්මොනික්ස් ඇති කිරීම සඳහා රේඛීය නොවන දෘශ්‍ය බලපෑම් උපයෝගී කර ගනී.
සාරාංශයක් ලෙස, ඇටෝ තත්පර ලේසර් යනු කෙටි ස්පන්දන ලේසර් වල අද්විතීය පන්තියක් වන අතර, ඒවායේ අසාමාන්‍ය ලෙස කෙටි ස්පන්දන කාල සීමාවන් මගින් කැපී පෙනේ, සාමාන්‍යයෙන් ඇටෝ තත්පර වලින් මනිනු ලැබේ. එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, පරමාණු, අණු සහ ඝන ද්‍රව්‍ය තුළ ඉලෙක්ට්‍රෝනවල අතිශය වේගවත් ගතික ක්‍රියාවලීන් නිරීක්ෂණය කිරීම සහ පාලනය කිරීම සඳහා ඒවා අත්‍යවශ්‍ය මෙවලම් බවට පත්ව ඇත.
ඇටොස්ටකොන්ඩන්ට් ලේසර් උත්පාදනයේ විස්තීර්ණ ක්‍රියාවලිය
Attosecond ලේසර් තාක්ෂණය විද්‍යාත්මක නවෝත්පාදනයේ ඉදිරියෙන්ම සිටින අතර, එහි උත්පාදනය සඳහා කුතුහලය දනවන දැඩි කොන්දේසි මාලාවක් ගැන පුරසාරම් දොඩයි. Attosecond ලේසර් උත්පාදනයේ සංකීර්ණතා පැහැදිලි කිරීම සඳහා, අපි එහි යටින් පවතින මූලධර්ම පිළිබඳ සංක්ෂිප්ත පැහැදිලි කිරීමකින් ආරම්භ කරන අතර, එදිනෙදා අත්දැකීම් වලින් ලබාගත් විචිත්‍රවත් රූපක අනුගමනය කරමු. අදාළ භෞතික විද්‍යාවේ සංකීර්ණතා පිළිබඳව දැනුමක් නොමැති පාඨකයින් බලාපොරොත්තු සුන් කර ගත යුතු නැත, මන්ද ඊළඟ රූපක මගින් attosecond ලේසර්වල මූලික භෞතික විද්‍යාව ප්‍රවේශ විය හැකි බවට පත් කිරීම අරමුණු කරයි.
ඇටෝසෙකන්ඩ් ලේසර් උත්පාදන ක්‍රියාවලිය ප්‍රධාන වශයෙන් රඳා පවතින්නේ ඉහළ හාර්මොනික් උත්පාදනය (HHG) ලෙස හඳුන්වන තාක්ෂණය මත ය. පළමුව, අධි තීව්‍රතාවයකින් යුත් ෆෙම්ටෝසෙකන්ඩ් (තත්පර 10^-15) ලේසර් ස්පන්දන කදම්භයක් වායුමය ඉලක්ක ද්‍රව්‍යයක් මත තදින් නාභිගත කර ඇත. ඇටෝසෙකන්ඩ් ලේසර් වලට සමාන ෆෙම්ටෝසෙකන්ඩ් ලේසර්, කෙටි ස්පන්දන කාල සීමාවන් සහ ඉහළ උච්ච බලයක් තිබීමේ ලක්ෂණ බෙදා ගන්නා බව සඳහන් කිරීම වටී. තීව්‍ර ලේසර් ක්ෂේත්‍රයේ බලපෑම යටතේ, වායු පරමාණු තුළ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන ඒවායේ පරමාණුක න්‍යෂ්ටිවලින් ක්ෂණිකව නිදහස් වන අතර, තාවකාලිකව නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන තත්වයකට ඇතුළු වේ. ලේසර් ක්ෂේත්‍රයට ප්‍රතිචාර වශයෙන් මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන දෝලනය වන විට, ඒවා අවසානයේ නැවත පැමිණ ඒවායේ මව් පරමාණුක න්‍යෂ්ටි සමඟ ඒකාබද්ධ වී නව අධි ශක්ති තත්වයන් නිර්මාණය කරයි.
මෙම ක්‍රියාවලිය අතරතුර, ඉලෙක්ට්‍රෝන අතිශයින් ඉහළ ප්‍රවේගයකින් චලනය වන අතර, පරමාණුක න්‍යෂ්ටීන් සමඟ නැවත ඒකාබද්ධ වූ විට, ඒවා අධි ශක්ති ෆෝටෝන ලෙස ප්‍රකාශ වන ඉහළ හාර්මොනික් විමෝචන ස්වරූපයෙන් අමතර ශක්තියක් නිකුත් කරයි.
මෙම අලුතින් ජනනය කරන ලද අධි-ශක්ති ෆෝටෝනවල සංඛ්‍යාත මුල් ලේසර් සංඛ්‍යාතයේ පූර්ණ සංඛ්‍යාත ගුණාකාර වන අතර එය ඉහළ-අනුපිළිවෙල හාර්මොනික්ස් ලෙස හඳුන්වන දේ සාදයි, එහිදී "හාර්මොනික්ස්" යනු මුල් සංඛ්‍යාතයේ අනුකලිත ගුණාකාර සංඛ්‍යාත දක්වයි. ඇටොස්ටකොන්ඞ් ලේසර් ලබා ගැනීම සඳහා, මෙම ඉහළ-අනුපිළිවෙල හාර්මොනික්ස් පෙරහන් කර නාභිගත කිරීම අවශ්‍ය වේ, නිශ්චිත හාර්මොනික්ස් තෝරාගෙන ඒවා නාභිගත ලක්ෂ්‍යයකට සාන්ද්‍රණය කිරීම අවශ්‍ය වේ. අවශ්‍ය නම්, ස්පන්දන සම්පීඩන ශිල්පීය ක්‍රම මගින් ස්පන්දන කාලසීමාව තවදුරටත් කෙටි කළ හැකි අතර, ඇටොස්ටකොන්ඞ් පරාසය තුළ අතිශය කෙටි ස්පන්දන ලබා දෙයි. පැහැදිලිවම, ඇටොස්ටකොන්ඞ් ලේසර් උත්පාදනය සංකීර්ණ හා බහුකාර්ය ක්‍රියාවලියක් වන අතර, ඉහළ තාක්ෂණික කුසලතාවක් සහ විශේෂිත උපකරණ අවශ්‍ය වේ.
මෙම සංකීර්ණ ක්‍රියාවලියේ අභිරහස් දුරු කිරීම සඳහා, අපි එදිනෙදා අවස්ථා පදනම් කරගත් රූපක සමාන්තරයක් ඉදිරිපත් කරමු:
අධි-තීව්‍රතා ෆෙම්ටොසෙකන්ඩ් ලේසර් ස්පන්දන:
අධි තීව්‍රතාවයකින් යුත් ෆෙම්ටොසෙකන්ඩ් ලේසර් ස්පන්දන මගින් ඉටු කරන කාර්යභාරයට සමානව, දැවැන්ත වේගයකින් ක්ෂණිකව ගල් විසි කළ හැකි සුවිශේෂී ලෙස බලගතු කැටපෝලයක් තිබීම ගැන සිතා බලන්න.
වායුමය ඉලක්ක ද්‍රව්‍ය:
වායුමය ඉලක්ක ද්‍රව්‍යය සංකේතවත් කරන සන්සුන් ජල කඳක් සිතින් මවා ගන්න, එහිදී සෑම ජල බිඳුවක්ම අසංඛ්‍යාත වායු පරමාණු නියෝජනය කරයි. මෙම ජල කඳට ගල් තල්ලු කිරීමේ ක්‍රියාව වායුමය ඉලක්ක ද්‍රව්‍යය මත ඉහළ තීව්‍රතාවයකින් යුත් ෆෙම්ටොසෙකන්ඩ් ලේසර් ස්පන්දනවල බලපෑම සමාන ලෙස පිළිබිඹු කරයි.
ඉලෙක්ට්‍රෝන චලිතය සහ ප්‍රතිසංයෝජනය (භෞතිකව හැඳින්වෙන සංක්‍රාන්තිය):
ෆෙම්ටොසෙකන්ඩ් ලේසර් ස්පන්දන වායුමය ඉලක්ක ද්‍රව්‍යය තුළ ඇති වායු පරමාණුවලට බලපාන විට, බාහිර ඉලෙක්ට්‍රෝන සැලකිය යුතු සංඛ්‍යාවක් ඒවායේ අදාළ පරමාණුක න්‍යෂ්ටිවලින් වෙන් වී ප්ලාස්මා වැනි තත්වයක් සාදමින් මොහොතකට උද්යෝගිමත් වේ. පද්ධතියේ ශක්තිය පසුව අඩු වන විට (ලේසර් ස්පන්දන ආවේණිකව ස්පන්දනය වන බැවින්, නැවතුම් කාල පරතරයන් සහිතව), මෙම බාහිර ඉලෙක්ට්‍රෝන පරමාණුක න්‍යෂ්ටි අසලට නැවත පැමිණ, අධි ශක්ති ෆෝටෝන නිකුත් කරයි.
ඉහළ හාර්මොනික් උත්පාදනය:
ජල බිඳිතියක් විල මතුපිටට නැවත වැටෙන සෑම අවස්ථාවකම, එය ඇටෝ තත්පර ලේසර්වල ඉහළ හාර්මොනික් මෙන් රැළි නිර්මාණය කරන බව සිතන්න. මෙම රැළි ප්‍රාථමික ෆෙම්ටෝ තත්පර ලේසර් ස්පන්දනය නිසා ඇති වන මුල් රැළි වලට වඩා ඉහළ සංඛ්‍යාත සහ විස්තාරයන් ඇත. HHG ක්‍රියාවලිය අතරතුර, අඛණ්ඩව ගල් විසි කිරීමට සමාන බලවත් ලේසර් කදම්භයක්, විලෙහි මතුපිටට සමාන වායු ඉලක්කයක් ආලෝකමත් කරයි. මෙම තීව්‍ර ලේසර් ක්ෂේත්‍රය රැළි වලට සමාන වායුවේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ඒවායේ මව් පරමාණු වලින් ඉවතට තල්ලු කර පසුව ඒවා පසුපසට ඇද දමයි. ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් පරමාණුවට නැවත පැමිණෙන සෑම අවස්ථාවකම, එය වඩාත් සංකීර්ණ රැළි රටා වලට සමාන ඉහළ සංඛ්‍යාතයක් සහිත නව ලේසර් කදම්භයක් විමෝචනය කරයි.
පෙරීම සහ අවධානය යොමු කිරීම:
මෙම අලුතින් ජනනය කරන ලද ලේසර් කිරණ සියල්ල ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් විවිධ වර්ණ (සංඛ්‍යාත හෝ තරංග ආයාම) වර්ණාවලියක් ලබා ගන්නා අතර, ඒවායින් සමහරක් ඇටොස්ටකොන්ඩන්ට් ලේසර් වේ. නිශ්චිත රැළි ප්‍රමාණ සහ සංඛ්‍යාත හුදකලා කිරීම සඳහා, ඔබට අවශ්‍ය රැළි තෝරා ගැනීමට සමාන විශේෂිත පෙරහනක් භාවිතා කළ හැකි අතර, ඒවා නිශ්චිත ප්‍රදේශයකට නාභිගත කිරීමට විශාලන වීදුරුවක් භාවිතා කළ හැකිය.
ස්පන්දන සම්පීඩනය (අවශ්‍ය නම්):
ඔබ රැළි වේගයෙන් හා කෙටියෙන් ප්‍රචාරණය කිරීමට ඉලක්ක කරන්නේ නම්, ඔබට විශේෂිත උපකරණයක් භාවිතයෙන් ඒවායේ ප්‍රචාරණය වේගවත් කළ හැකි අතර, එක් එක් රැළි පවතින කාලය අඩු කරයි. ඇටොස්ටකොන්ඩ් ලේසර් උත්පාදනය කිරීම සඳහා ක්‍රියාවලීන්හි සංකීර්ණ අන්තර් ක්‍රියාකාරිත්වයක් ඇතුළත් වේ. කෙසේ වෙතත්, බිඳ දමා දෘශ්‍යමාන කළ විට, එය වඩාත් තේරුම්ගත හැකි වේ.
රූප මූලාශ්‍රය: නොබෙල් ත්‍යාග නිල වෙබ් අඩවිය.
රූප මූලාශ්‍රය: විකිපීඩියා
රූප මූලාශ්‍රය: නොබෙල් මිල කමිටුවේ නිල වෙබ් අඩවිය
ප්‍රකාශන හිමිකම් ගැටළු සඳහා වියාචනය:
This article has been republished on our website with the understanding that it can be removed upon request if any copyright infringement issues arise. If you are the copyright owner of this content and wish to have it removed, please contact us at sales@lumispot.cn. We are committed to respecting intellectual property rights and will promptly address any valid concerns.
මුල් ලිපි මූලාශ්‍රය: LaserFair 激光制造网
පළ කිරීමේ කාලය: ඔක්තෝබර්-07-2023