Atto-Uhren, die die Zeitparameter der Elektronenbewegung messen können. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

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Attouhren, die in der Lage sind, die Zeitparameter der Bewegung von Elektronen zu messen

12.05.2018

Alles, was auf atomarer und molekularer Ebene geschieht, geschieht so schnell, dass es von keinem menschlichen Sinn wahrgenommen werden kann. Beispielsweise benötigt ein winziges Elektron, um sich während einer chemischen Reaktion von einem Atom zum anderen zu bewegen, nur wenige hundert Attosekunden. Was ist eine Attosekunde? Nehmen Sie sich eine Sekunde Zeit und teilen Sie es in eine Milliarde Teile, und dann teilen Sie einen Teil in eine weitere Milliarde kleinerer Teile. Eine Attosekunde sind 1*10^-18 Sekunden.

Aber um zu verstehen, was im unsichtbaren „Universum“ der Quantenereignisse passiert, müssen Menschen in der Lage sein, Zeitintervalle im Attosekundenbereich zu messen. Und dazu sind die neuen „Atto-Clocks“ in der Lage, die von Forschern des SLAC Linear Accelerator Laboratory an der Stanford University entwickelt wurden. Die neue Uhr basiert auf einem Röntgenlaser, der Impulse von mehreren zehn Attosekunden erzeugen kann, der zuvor verwendet wurde, um Videos von Ereignissen auf molekularer Ebene aufzunehmen.

Die Erfassung von Ereignissen im Zusammenhang mit der Quantenphysik unterscheidet sich jedoch grundlegend von der Erfassung von Ereignissen aus dem Bereich der klassischen Physik und Chemie. Bisher fehlte den Wissenschaftlern die Möglichkeit, die Leistung von Röntgenpulsen nicht nur zu messen, sondern auch zu kontrollieren. Und zu starke Pulse beeinträchtigten den fragilen Quantenzustand und das Verhalten von Teilchen, was es unmöglich machte, die erhaltenen Daten richtig zu interpretieren.

Die Prinzipien des Atto-Clock-Designs wurden vor etwa einem Jahrzehnt von Schweizer Physikern vorgeschlagen. Aber erst jetzt taucht die Möglichkeit auf, ein solches Gerät zu entwickeln, das auf einigen Geräten basiert, die den Spezialisten des SLAC-Labors bereits zur Verfügung stehen. Das Gerät hat einen Durchmesser von 0.6 Metern und befindet sich in einer kleinen Vakuumkammer. Die Struktur der Atto-Uhr umfasst 16 zylindrische Sensoren, die wie Speichen in einem Rad installiert sind.

Das „Herzstück“ einer Atto-Uhr ist ein Atom oder Molekül, das gleichzeitig auch Gegenstand der Forschung ist. Dieses Objekt wird im Zentrum des von den Sensoren gebildeten Kreises platziert und mit Röntgenpulsen beaufschlagt. Das Atom oder die Atome werden ionisiert und verlieren einen Teil ihrer Elektronen, die unter dem Einfluss des elektrischen Feldes des Laserlichts auf die Sensoren gerichtet und von einem von ihnen eingefangen werden. Wenn Wissenschaftler ein freies Elektron „einfangen“, können sie den genauen Wert der im Röntgenpuls enthaltenen Energie und den genauen Zeitpunkt des Auftreffens dieses Pulses auf das zu untersuchende Objekt berechnen.

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Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

SparX-5-Ethernet-Switches von Microchip 16.01.2022

Microchip hat eine neue Reihe von Industrie- und Unternehmens-Ethernet-Switches SparX-5 herausgebracht.

SparX-5 sind vollständig verwaltete L2/L3-Ethernet-Switches mit einem Gesamtdurchsatz von 64 bis 200 Gbit/s, der auf 64 1G/2.5G/5G/25G-Ports aufgeteilt werden kann, sodass Sie das erforderliche Verhältnis zwischen der Anzahl der verbundenen Teilnehmer erreichen können und ihre Verbindungsgeschwindigkeit.

Zum Anschluss von PHY- und SFP/XFP-Modulen werden Hochgeschwindigkeits-5G/10G/25G-SerDes verwendet, die serielle SGMII/QSGMII/USXGMII-Schnittstellen implementieren.

Für den industriellen Einsatz wurde eine abgeleitete SparX-5i-Serie freigegeben, die über die bisher umfassendste Unterstützung des Time Sensitive Networking (TSN)-Standards verfügt, der für die Implementierung von Echtzeitnetzwerken mit deterministischer Paketlaufzeit erforderlich ist.

Eigenschaften von SparX-5/5i-Switches:

Maximale Anzahl an Ports: x64
Bandbreite: 64...200 Gbit/s
TSN- und SyncE-Unterstützung (SparX-5i)
Integrierter Prozessor: Dual-Core-ARM-Cortex-A53-CPU bei 1 GHz
Schnittstellen zu PHY, SFP/XFP Modulen:
SGMII/QSGMII/USXGMII
Betriebstemperaturbereich:
0 bis 105 °C (Übergang)
-40 bis 110°C (Übergang)
Gehäuse: FCBGA-888

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