Вчені вперше зуміли з мінімальною похибкою синхронізувати відлік час

21 Views Comment Off

Вчені з німецького дослідницького центру Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) створили величезну мережу, що складається з лазерів і мікрохвильових випромінювачів, сумарна довжина якої становить 4.7 кілометра. І нещодавно їм вдалося синхронізувати роботу всіх елементів цього в своєму роді гігантського “метронома” з найвищою точністю на сьогоднішній день. Похибка синхронізації часу склала плюс-мінус 950 аттосекунд (квінтильйон часток секунди) а час, протягом якого підтримувалася така синхронізація, склав 18 годин.

Слід зазначити, що така висока синхронізація часу потрібна для здійснення надшвидкісної рентгенівської зйомки найшвидших процесів на світі, що відбуваються на рівні окремих атомів і молекул. “Така точність синхронізації часу потрібна для багатьох областей науки і досліджень” – розповідає професор Франц X. Картнер (Franz X. Kartner), – “Деякі із завдань, наприклад, високоточна навігація або спільна робота безлічі телескопів, вимагають синхронізації часу з точністю від однією пікосекунди до десятків фемтосекунд”.

Вчені з науково-дослідного центру DESY розробляють і працюють з рентгенівськими лазерами на вільних електронах (X-ray free-electron laser, XFEL), за допомогою яких можна отримувати високоякісні моментальні знімки ультрашвидкісних процесів, що відбуваються в “нанокосмосі” молекул і хімічних реакцій. “Рентген забезпечує чудову просторову роздільну здатність на атомарному і молекулярному масштабі” – пояснює професор Картнер, – “Проблема полягає в отриманні тимчасової роздільної здатності на рівні аттосекунд, що дозволить нам простежити за найшвидшими атомарними і молекулярними процесами”.

Високоточна синхронізація часу дозволить вченим DESY отримати тимчасову роздільну здатність в 30 фемтосекунд. Використовуючи один спалах рентгенівського лазера FLASH, вчені зможуть ініціювати певну хімічну реакцію або інший процес, і зробити аналіз результату через чітко визначений проміжок часу за допомогою другого спалаху цього ж лазера. Повторення цього експерименту з повільно збільшуючим часом затримки дозволить отримати послідовність кадрів і на їх основі створити відео сповільненої зйомки навіть найшвидших процесів. І звичайно, що це неможливо без чіткої синхронізації роботи всіх частин експериментальної установки.

“Якщо в майбутньому нам вдасться домогтися ще більшої точності синхронізації, це дозволить вивести деякі галузі сучасної науки на абсолютно новий якісний рівень. Ми зможемо спостерігати процеси, що відбуваються на аттосекундній шкалі часу” – розповідає професор Картнер, – “Це, в свою чергу, може забезпечити безліч проривів в самих різних областях науки, починаючи від структурної біології і до матеріалознавства та фундаментальної фізики”.

... ... .
In : Техно

Related Articles

404