Khoa học vừa phá kỷ lục về xung điện tử ngắn nhất từ ​​​​trước đến nay

Một nhóm các nhà khoa học đã phá kỷ lục về xung điện tử ngắn nhất từng được tạo ra, đó là một tín hiệu 53 phần tỷ giây ngắn đến khó tin.

Thành tựu mới này có thể dẫn đến kính hiển vi điện tử chính xác hơn và cũng có thể tăng tốc độ truyền dữ liệu trong chip máy tính.

Các xung điện tử ngắn hơn, cho phép tốc độ truyền dữ liệu cao hơn. Nhóm nghiên cứu hiện vẫn đang nghiên cứu để giảm độ dài của các xung này càng nhiều càng tốt, nhằm giúp cải thiện các ứng dụng điện toán, cũng như kính hiển vi điện tử. Trong các mạch thông thường, các xung điện tử bị giới hạn bởi tần số mà các điện tử có thể dao động bên trong vật chất. Một xung phải kéo dài ít nhất nửa chu kỳ của những dao động này, do thực tế rằng chính chu kỳ đó tạo ra một "lực đẩy" cho các electron.

Khoa học đã tạo ra một tia sáng khả kiến chỉ kéo dài 380 atto giây vào năm 2016 dựa vào một chùm ánh sáng ngắn. Giờ đây, họ đã tiến thêm một bước và sử dụng tia lazer để đánh bật các electron ra khỏi đầu kim vonfram và đưa vào chân không, cuối cùng là tạo ra một xung 53 atto giây của các electron. Đây là 1/5 thời gian một electron quay quanh hạt nhân của nó trong một nguyên tử hydro.

Một xung điện tử ngắn như vậy có thể tăng cường kính hiển vi điện tử, cho phép chúng phát hiện chuyển động của các hạt rõ ràng hơn. Kính hiển vi mới sử dụng các phân đoạn gương để sắp xếp và thu thập ánh sáng ở quy mô cực nhỏ, chụp ảnh ba chiều của các phân tử cả về vị trí và hướng, đồng thời chụp ảnh rõ nét hơn.

Thành tựu nói trên cũng hứa hẹn sẽ cải thiện khả năng chụp ảnh bằng kính hiển vi điện tử, cụ thể là "xung điện tử atto giây sẽ giúp độ phân giải đủ nhanh để bắt giữ các điện tử đang chuyển động".

"Nếu chúng ta tạo ra kính hiển vi điện tử bằng cách sử dụng các xung điện tử ở mức atto giây, thì chúng ta có độ phân giải đủ để không chỉ nhìn thấy các nguyên tử đang chuyển động, vốn đã là một điều thú vị mà còn cả cách các electron nhảy giữa các nguyên tử đó."