Физики из России и Китая предложили метод, который позволяет оптимизировать толщину и другие характеристики плазменных мишеней, применяемых для генерации сверхкоротких лазерных импульсов длиной в десятки или сотни аттосекунд.
Это ускорит создание подобных излучателей и повысит четкость получаемых ими изображений молекул.
«Аттосекундный импульс можно сопоставить с очень коротким всплеском, необходимым для получения ясного изображения сверхбыстрого процесса. Если он проходит через слишком толстую или плотную плазму, эта вспышка растягивается, и “снимок” теряет резкость. Мы разработали практический критерий, который позволяет заранее установить допустимые параметры мишени», — пояснила исследователь из Центра искусственного интеллекта «Сколтеха» Елизавета Липкова.
Как отметили ученые, в последние несколько десятилетий физики по всему миру активно занимаются разработкой всё более совершенных излучателей, способных генерировать импульсы лазерного излучения длиной в десятки или сотни аттосекунд, миллиардных долей наносекунды. Нобелевская премия по физике 2023 года была вручена за достижения в этой области.
Подобные короткие лазерные импульсы применяются для наблюдения за процессами внутри молекул и различных материалов, и для успешного проведения таких исследований требуется очень точная настройка параметров работы лазера. Для этого физики исследуют, как взаимодействуют между собой генерируемые лазерные импульсы и частицы в облаке плазмы, которое образуется при облучении металлической фольги и создает аттосекундные импульсы.
Российские и китайские ученые изучили, как толщина и плотность плазменного облака влияют на длину и структуру образуемых аттосекундных импульсов. Для получения этих данных исследователи провели серию максимально реалистичных расчетов на суперкомпьютере «Жорес», расположенном на базе «Сколтеха», и сопоставили результаты с упрощенными моделями.
Это позволило физикам выявить несколько закономерностей, которые связывают «растяжение» импульса с плотностью и толщиной плазмы, а также с характерной частотой аттосекундного излучения. В будущем это поможет избежать множества ресурсоемких расчетов методом проб и ошибок, ускорит разработку подобных излучателей и повысит четкость получаемых ими изображений.
Фото: hi-tech.mail.ru