Вообще сверхкороткие импульсы в последнее время — горячая тема. Они очень полезны для исследования материалов, т.к. позволяют проводить очень быстрые эксперименты (например, наблюдать за динамикой электронов в веществе). “Аттосекундый” — значит 1/1000000000000000000 секунды. И это как раз характерное время, на котором происходят взаимодействия в между атомами и молекулами.
Я не буду особо вдаваться в детали — во всех новостях напишут. Но поделюсь парой мыслей на этот счет.
⏬
Во-первых, один из ключевых моментов в создании ультра-коротких импульсов — не сама длительность импульса, а ее мощность. Для фиксированной энергии чем меньше длительность, тем больше мощность. А чем выше мощность, тем выше интенсивность (мощность на площадь) потока. И вот тут оказывается очень полезным, когда можно сфокусировать огромную мощность на маленьком участке материала. Например, можно создавать ускорители частиц: вместо гигантских колец ЦЕРНа они будут помещаться в маленькой лаборатории (и быть при этом не хуже). Или можно изучать структуру квантового вакуума и всяких атомных взаимодействий. Так что то, что мы видим сейчас — это только начало. Уже сейчас создаются прототипы зептосекундных (1/1000 от аттосекунды) лазеров, и это не предел (хотя там дальше становится все сложно).
Применение этому не только фундаментальное: в медицине, например, уже вовсю используются фемтосекундные лазеры (например, в операциях на глазах), и более короткие импульсы позволят еще больше сократить ущерб от этих операций.
Во-вторых, интересный момент, о котором не всегда говорят: лазеры в целом ограничены соотношением неопределенности — чем более точным является его частота, тем более лазерный импульс “размазан” во времени (я про это писал, когда обуждал природу фотона). Так вот, оно работает и в обратную сторону: чем короче импульс, тем шире его спектр. Но есть и другой любопытный момент: длительность импульса еще зависит от центральной частоты лазера. Импульс не может быть сильно короче одного периода волны. Поэтому чем короче импульс, тем более короктие волны мы используем. Скажем, для зептасекунды длина волны будет порядка нескольких фемтометров (1/100 радиуса атома водорода). Это позволит исследовать не только очень короткие процессы, но и очень маленькие расстояния.
А вообще, конечно, Нобелевская премия давно пережиток прошлого. Во-первых, сейчас многие работы делаются большими коллективами (а ее дают только конкретным людям). А во-вторых, вместо поощрения новых крутых молодых ученых, ее дают уже заслуженным ученым, у которых и так десятки разных премий. В этом смысле breakthrough prize гораздо интереснее.