Un team di ricercatori dell'Università della Florida centrale (UCF) è riuscito generare un flash a raggi X ad attosecondi 53, che viene definito come "l'impulso di luce più veloce mai sviluppato".

Il team ha battuto il record stabilito in 2012, durante il quale ha dimostrato un impulso di luce ultravioletta estrema ad attosecondi 67.

Il recente studio è stato pubblicato in Nature Communications.

La ricerca è stata guidata da Professor Zenghu Chang, professore di cattedra dell'UCF Trustee in CREOL, The College of Optics & Photonics, e il Dipartimento di Fisica.

Questo nuovo sviluppo migliorerà la capacità degli scienziati di catturare immagini di elettroni in rapido movimento in atomi e molecole, consentendo in tal modo progressi nella tecnologia dei pannelli solari, logica e chip di memoria per telefoni cellulari e computer e in campo militare.

Un attosecondo si traduce in un quintilionesimo di secondo. Per metterlo in prospettiva, ci vogliono circa X attimi di secondo per un singolo elettrone per circondare il nucleo di un atomo. In 150 attosecondi, la luce percorre il millesimo del diametro di un capello umano.

Questi nuovi impulsi luminosi sono rivoluzionari perché non solo hanno una durata più breve, ma anche una lunghezza d'onda. Ciò consente agli impulsi di raggiungere una regione spettrale chiamata "finestra d'acqua", in cui gli atomi di carbonio assorbono fortemente, ma l'acqua no.

"Tali raggi X morbidi ad attosecondi potrebbero essere utilizzati per girare video al rallentatore di elettroni e atomi di molecole biologiche in cellule viventi per, ad esempio, migliorare l'efficienza dei pannelli solari comprendendo meglio come funziona la fotosintesi", ha detto Chang in una nota .

Questa nuova tecnologia a raggi X mostrerà agli scienziati quali elettroni si muovono in quali atomi. Con queste conoscenze, i ricercatori potrebbero avviare lo sviluppo di chip di memoria e logici di nuova generazione per telefoni cellulari e computer, che dovrebbero essere 1,000 volte più veloci di quelli attualmente in uso.

Sebbene questa tecnologia rivoluzionaria sia in grado di beneficiare molti settori, l'interesse maggiore proviene dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti.  

"Gli impulsi di luce ad attosecondi sono potenti strumenti per studiare il comportamento degli elettroni in molecole e materiali", ha detto Chang a The University Network (TUN). "Osservando e controllando il movimento degli elettroni con impulsi di luce ad attosecondi, si possono trovare nuovi modi per aumentare significativamente la velocità dell'elettronica e dei sensori."

Inutile dire che la velocità di comunicazione e di elaborazione delle informazioni è vitale per i militari.

Non sorprende quindi che i programmi militari statunitensi siano responsabili della maggior parte dei finanziamenti per questa ricerca.

"Vale la pena ricordare che le agenzie che ci hanno finanziato, DARPA, Army Research Office e Air Force Office of Scientific Research, sono tra le principali risorse di basic riparazioni negli Stati Uniti ", ha detto Chang a TUN (enfasi di Chang). Di DARPA, Chang si riferisce alla Defense Advanced Research Projects Agency, un'agenzia all'interno del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti che ha la responsabilità di creare "investimenti chiave in tecnologie rivoluzionarie per la sicurezza nazionale. "

Chang e il suo team hanno guidato la ricerca sull'impulso di luce ad attosecondi, e ha un libro pubblicato: “Fondamenti di Attosecond Optics"-sull'argomento.

Ulteriori membri del team di Chang includono Jie Li, Xiaoming Ren, Yanchun Yin, Andrew Chew, Yan Cheng, Eric Cunningham, Yang Wang, Shuyuan Hu e Yi Wu, che sono tutti affiliati all'Institute for the Frontier of Attosecond Science and Technology (iFAST ); Kun Zhao, affiliato all'iFAST e alla Chinese Academy of Sciences; e Michael Chini con il Dipartimento di Fisica dell'UCF.