Převratný objev: Ultrakrátké laserové pulzy zefektivní elektronové zdroje pro medicínu i superrychlé počítače

Nový teoretický výzkum z University of Michigan Engineering odhalil, že zkrácení délky laserových pulzů může výrazně zvýšit kvantovou účinnost fotoemise z pevného povrchu, aniž by bylo nutné zvyšovat intenzitu nebo výkon laseru.

Nový teoretický výzkum z University of Michigan Engineering odhalil, že zkrácení délky laserových pulzů může výrazně zvýšit kvantovou účinnost fotoemise z pevného povrchu, aniž by bylo nutné zvyšovat intenzitu nebo výkon laseru. Studie ukazuje, že zkrácení délky pulzu z přibližně 15 cyklů na subcyklus dokáže zvýšit počet emitovaných elektronů a kvantovou účinnost o několik řádů. Tento objev byl publikován v časopise Physical Review Research.

Fotoemise, tedy uvolňování elektronů z povrchu pomocí světla, by se tak mohla stát mnohem dostupnější pro menší laboratoře s menšími lasery. Efektivní a nízkoenergetická fotoemise by mohla zásadně zpřístupnit techniky urychlování částic a zobrazování s vysokým rozlišením, které se používají k vizualizaci buněk a atomů. Zároveň by mohla pomoci vědcům vyvinout světlovlnnou elektroniku, která využívá světlo k pohybu nosičů náboje, což je klíčové pro ultrarychlé počítače.

Jak uvedl Peng Zhang, docent jaderného inženýrství a radiologických věd na U-M a korespondenční autor studie: „Mnoho pokročilých technologií vyžaduje emisi elektronů, ale tento proces je obvykle velmi neefektivní. Cílem je najít alternativní způsoby, jak tuto účinnost zlepšit bez nutnosti používat silnější lasery.“ Tento průlom tak otevírá cestu k praktičtějšímu využití elektronových zdrojů v široké škále vědeckých a technologických aplikací.