นักวิจัยจาก University of Konstanz ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกในการถ่ายภาพเคลื่อนไหวของปฏิกริยาของแสงและวัตถุ เป็นการสังเกตุการณ์ด้วยอิเล็กตรอนไมโครสโคปในความละเอียดเวลาระดับ Attosecond ที่เรียกได้ว่าสามารถจับภาพได้ไวที่สุด
Electron Microscope (อิเล็กตรอนไมโครสโคป) นั้นทำให้เรามองเห็นรายละเอียดที่เล็กที่สุดของวัสดุได้ เช่น โครงสร้างของของแข็ง โมเลกุล หรืออนุภาคนาโนในระดับความละเอียดของอะตอม อย่างไรก็ตามวัสดุตามธรรมชาตินั้นไม่ได้มีความแน่นอน มักจะมีการปฏิสัมพันธ์ เคลื่อนที่ หรือเปลี่ยนรูปร่างและองค์ประกอบได้ หนึ่งในปรากฎการณ์ที่พบเห็นได้บ่อย คือ การทำปฏิกริยาระหว่างแสงและวัตถุ เช่น แผงพลังงานแสงอาทิตย์ การแสดงผลหน้าจอ และเลเซอร์ การปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ถูกนิยามโดยการผลักและลากอิเล็กตรอนโดย Oscillation ของแสง และพลวัตรที่เกิดขึ้นนั้นเร็วมาก คลื่นแสงจะถูก Oscillate ในระดับ Attosecond หรือพันล้านในพันล้านส่วนของวินาที
แม้กระทั่งในตอนนี้ก็ยังเป็นเรื่องยากที่จะแสดงภาพของกระบวนการที่รวดเร็วทั้งในรูปแบบของพื้นที่และเวลาซึ่งประเด็นนี้เป็นสิ่งีท่ทีมวิจัยทำสำเร็จนั่นเอง ความสำเร็จที่เกิดขึ้น คือ การบันทึกภาพเคลื่อนไหวในระดับ Attosecond ด้วยการใช้อิเล็กตรอนไมโครสโคปทำให้ได้ข้อมูลใหม่ของฟังก์ชันวัสดุระดับนาโนและ Dielectric Meta-Atoms
เพื่อให้สามารถบันทึกสิ่งที่เกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วนี้จำเป็นต้องมี Oscillations ที่รวดเร็วของคลื่นเลเซอร์ที่ต่อเนื่องเพื่อแปลงแสงอิเล็กตรอนของอิเล็กตรอนไมโครสโคปไปเป็นลำดับขั้น (Sequence) ของพัลส์อิเล็กตรอนที่สั้นพิเศษ (Ultrashort Electron Pulse)
ในกระบวนการนี้เยื่อซิลิคอนบาง ๆ จะเร่งความเร็วและลดความเร็วอิเล็กตรอนอย่างต่อเนื่อง ด้วย Modulation ที่เกิดขึ้นทำให้อิเล็กตรอนสามารถจับกันเองได้ เมื่อเวลาผ่านไปจึงเกิดเป็นพัลส์สั้นพิเศษขึ้น
ในการศึกษา นักวิทยาศาสตร์ได้นำเสนอตัวอย่างของการตรวจวัดวัสดุนาโนที่ใช้เวลา (Time-resolved) จำนวนหนึ่ง การทดลองแสดงให้เห็นหลายประเด็นที่น่าสนใจ เช่น การเกิดขึ้นของคลื่นพื้นผิว Chiral ที่สามารถควบคุมโดยนักวิจัยให้เดินทางไปในทิศทงที่กำหนดได้ หรือมีคุณลักษณะหน่วงเวลาระหว่างโหมดของการแผ่รังสีจากเสาสัญญาณนาโน (Nanoantenna)
ความสำเร็จที่เกิดขึ้นนั้นทำให้สามารถวิเคราะห์ลงไปถึงรายละเอียดระดับอะตอมของปฏิกริยาแสงได้ ซึ่งเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญสำหรับวงการ Nanophotonics
ที่มา:
uni-konstanz.de
