79 600 subscribers

Физикам удалось остановить электрон с помощью фемтосекундных лазеров

2,4k full reads
3,1k story viewsUnique page visitors
2,4k read the story to the endThat's 78% of the total page views
1,5 minute — average reading time

Прогресс не стоит на месте и научной группе из Констанцского университета удалось взять под контроль электроны конденсированного состояния благодаря использованию фемтосекундных лазеров. С помощью данной техники у них получилось начинать и останавливать движение электронов быстрее, чем 10^-15 секунды.

Схема экспериментальной установки
Схема экспериментальной установки
Схема экспериментальной установки

Еще один шаг к ускорению работы

Как известно современные полупроводниковые транзисторы работают (открываются и закрываются) за время, равное одной пикосекунде (10^-12 секунды).

Именно этот порог является ограничивающим стопором работы всех современных процессоров, выполненных на основе полупроводниковых транзисторов.

Этот потолок был практически установлен еще в 2015 году, когда ученым удалось «разогнать» транзистор до частоты 1 ТГц.

Но научно-исследовательская группа из Констанцского университета, возглавляемой ученым М. Людвигом, подошла к проблеме с другой стороны и научилась контролировать электрон сверхкороткими лазерными импульсами.

Благодаря этому удалось добиться субфемтосекундного времени контроля электронов (чуть менее 10^-15 секунды).

Как этого удалось добиться

Схема экспериментальной установки / © Ludwig, Aguirregabiria, Brida et al., Nature, 2019
Схема экспериментальной установки / © Ludwig, Aguirregabiria, Brida et al., Nature, 2019
Схема экспериментальной установки / © Ludwig, Aguirregabiria, Brida et al., Nature, 2019

Для того, чтобы добиться такой сверхскоростной работы, исследователи создали специальную установку, которая состоит из антенны, представляющей из себя две треугольные пластины, размещенные друг относительно друга на расстоянии 6 нанометров (кстати выполненных из чистого золота) и лазерной установки.

Ученые осуществляли подачу лазерных импульсов с определенными интервалами и производили замеры электрического поля в промежутке между пластинами.

Так, проходя через минимальный зазор между пластинами, луч лазера запускал процесс протекания электрического тока. В результате чего формировалось электромагнитное поле.

Произведенные замеры показали, что запуск и остановка электронов составил порядка одной фемтосекунды.

Результаты своих экспериментов и полученные выводы были опубликованы в журнале Nature.

Это открытие в перспективе позволит создавать еще более быстрые и мощные транзисторы, что существенно увеличит скорость обработки данных у новых процессоров.

Понравилась статья? Тогда обязательно ставим лайк, подписываемся и не забываем высказывать свое мнение в комментариях.