Открыт способ ускорения разработки лазеров для "фотографирования" молекул

МОСКВА, 22 июля. /ТАСС/. Физики из России и Китая разработали подход, позволяющий подбирать оптимальную толщину и другие свойства плазменных мишеней, используемых при генерации сверхкоротких лазерных импульсов длиной в несколько десятков или сотен аттосекунд. Это ускорит разработку подобных излучателей и повысит четкость получаемых ими снимков молекул, сообщила пресс-служба "Сколтеха" (входит в группу ВЭБ.РФ).

"Аттосекундный импульс можно сравнить с очень короткой вспышкой, необходимой для получения четкого изображения сверхбыстрого процесса. При прохождении через слишком толстую или плотную плазму эта вспышка растягивается, и "снимок" теряет резкость. Мы получили практический критерий, который позволяет заранее определить допустимые параметры мишени", - пояснила исследователь из Центра искусственного интеллекта "Сколтеха" Елизавета Липкова.

По словам исследователей, в последние несколько десятилетий физики со всего мира активно работают над созданием все более совершенных излучателей, способных вырабатывать импульсы лазерного излучения длиной в несколько десятков или сотен аттосекунд, миллиардных долей наносекунды. За разработку подобных технологий была вручена Нобелевская премия по физике в 2023 году.

Столь короткие импульсы лазерного излучения используются для наблюдений за процессами внутри молекул и различных материалов, и для проведения подобных исследований нужно очень точно подбирать параметры работы лазера. Для этого физики изучают то, как взаимодействуют друг с другом генерирующие лазерные импульсы и частицы в облаке из плазмы, которое возникает при облучении фольги из металла и порождает аттосекундные импульсы.

Российские и китайские ученые заинтересовались тем, как толщина и плотность облака из плазмы влияет на длину и структуру вырабатываемых аттосекундных импульсов. Для получения подобных сведений исследователи провели серию максимально реалистичных расчетов на суперкомпьютере "Жорес", расположенном на территории "Сколтеха", и сравнили результаты этих вычислений с упрощенными моделями.

Это позволило физикам выявить несколько закономерностей, которые позволяют связать "растяжение" импульса с плотностью и толщиной плазмы, а также с характерной частотой аттосекундного излучения. В перспективе, это позволит избежать большого числа ресурсоемких расчетов методом проб и ошибок, ускорит разработку подобных излучателей и повысит четкость получаемых ими снимков.