Az új tudományág, az attoszekundumos fizika, célja minden eddiginél rövidebb, úgynevezett attoszekundumos fényimpulzusok létrehozása. Egy attoszekundum (1 as) a másodperc milliárdod részének milliárdod része : 10-18s . A tudósok viszont már pár száz as esetén is attoszekundumos impulzusról beszélnek.
A látható tartományban működő lézerek ezekkel szemben olyan elektromágneses hullámok, melyek rezgési periódusa ennél hosszabb: az attoszekundum ezerszerese (néhány femtoszekundum: 10−15s). Az attoszekundumos impulzusok előállításához viszont célszerű olyan látható (vagy infravörös) lézerimpulzust használni, amely nagy intenzitású, viszont csak 1-2 rezgési ciklus hosszúságú.
Egy ilyen lézer létrehozásáról számolnak be a Nature kiadó Scientific Reports folyóiratában (D.E. Rivas et al.: Next Generation Driver for Attosecond and Laser-plasma Physics,Sci. Reports 2017, 7:5224) a müncheni Max Planck Kvantumoptikai Intézet (MPQ) kutatói, amelyben magyar tudósok is közreműködtek. A kutatásokat a magyar Veisz László vezette, aki az elmúlt évben Németországból Svédországba költözött, ahol az Umeai Egyetem professzora. A 24 társsszerző között van Krausz Ferenc, az MPQ magyar származású igazgatója, az MTA külső tagja, egy külföldön dolgozó, pár éve még Magyarországon PhD címet szerzett kutató, Wittmann Tibor, és Földes István, az MTA Wigner FK tudományos tanácsadója is.
Az új lézer, ami már a lézerek egy következő generációját jelenti, a fényimpulzust különböző spektrális tartományokban erősíti (a rövid impulzus létrejöttéhez szükséges széles spektrális tartományt úgy éri el, hogy két különböző kristály által kibocsájtott sugárzást összegzi) , majd mintegy szintetizálva összenyomja, amivel egy nagyon intenzív, mindössze másfél rezgési ciklusú (4.4 femtoszekundum) lézerimpulzust állít elő. A jó minőségű nyalábot kis foltra fókuszálva olyan nagy (cm2-enként 1020 W) intenzitást állít elő, hogy bármilyen anyagra irányítva azt elemi részecskéire (elektronokra és protonokra) bontja, aminek keverékét plazmának nevezünk.
Továbbá ebben a térben a keltett elektronok a fénysebességet megközelítő sebességgel rezegnek.
Az ultrarövid lézerimpulzusok többnyire időbeni szerkezete nem tökéletes , általában megelőzik az úgynevezett előimpulzusok, amelyek megzavarhatják a kölcsönhatásokat, hiszen ilyen nagy intenzitás esetén akár egy gyengébb előzmény is már plazmát hozhat létre a szilárdtestek felületén. Az itt leírt lézer esetében a kontraszt mintegy 10 nagyságrendnyi, ennyivel gyengébb az előimpulzus, s így hatása elhanyagolható.
Az új lézerrel sikerült annak frekvenciáját megsokszorozni (körülbelül a 100. felharmonikusig) mind gázokban, mind pedig szilárdtestek felületén (ez utóbbiakban vettek részt a Wigner FK kutatói is), ami a lézerimpulzus folytonos, és a cikkben bemutatott kontrolljával együtt alapjául szolgálhat az izolált attoszekundumos impulzusok előállításához, amely tapasztalatokat a Magyarországon épülő szuperlézer, az ELI-ALPS is felhasználhatja majd.
A cikk itt olvasható.
Földes István - Werovszky Veronika
