中級アイキャッチ

【中級】860アト秒!?電子の振動を観測!

2016/07/11

Pocket
LINEで送る

2016年4月11日、NTT研究所・東京理科大学のグループにより、

「窒化ガリウムにおいて、860アト秒(アト秒=100京分の1秒)周期の電気的な振動を観測した」

という論文が英科学誌Nature Physicsに掲載されました。

何がすごいかというと、

①前代未聞の860アト秒周期の超高速振動を観測できた

超高速なコンピュータの誕生につながるかもしれない!

という点です

 

1.アト秒って?

中級1

 

アトはミリ、マイクロ、ナノ、ピコ、フェムトに次ぐ細かさを表し、1アト秒は0.000000000000001秒、つまり100京分の1秒です。

例えば、

陸上種目の100m走で差1mmというのは、およそ100マイクロ秒(1万分の1秒)の違いですが、それを目で感知できる人など皆無でしょう。ましてや、100京分の1秒なんて…と絶望を覚える短さです。

では、今回の発表にある860アト秒周期の振動をいかに観察したのでしょうか。

 

2.超高速なストロボをレーザーで

 

正解は…ストロボ写真です!

写真を連続して撮ることで、一瞬の間に起こっていることを切り取るができます。

「馬は走っている時に、全ての足が浮いている瞬間があるか否か」という人々の疑問をストロボ写真により解決した、という例があります。

 

中級2

 

ストロボの原理を利用して、上のイラストのように、アト秒だけ光る光を用いれば、

アト秒周期の超高速な動きも捉えることができます。(アト秒光源に関して⇒上級へ!)

 

 

3.光により生じる、アト秒の振動!

 

今回、アト秒の振動が発見されたのは窒化ガリウム(GaN)という物質です。

(青色発光ダイオードとして有名)

 

中級3中級4

 

 

この窒化ガリウムに光を当てると、分極という現象が得られることは分かっていました。今回の実験では、そこにアト秒のストロボを使い、動きを見てみると、分極が860アト秒の周期で振動していることが分かりました。

これは固体物質中における最速の振動を見たことになります!

このようなアト秒周期の振動が見つかったことにより、電気の流れやすさもアト秒で制御できる可能性があります。電気の流れやすさの大小の切り替えは、コンピュータにおける情報処理(0と1の切り替え)を担っているため、今回の報告が超高速なコンピュータの誕生に結びつくかもしれません。

 

ただし、今はまだアト秒の世界を覗いたにすぎません。今後の研究で更にアト秒の世界を「見る」ことで、人類は超高速な世界を感じることができるしょう。

  初級・上級記事も読む

-attosec, 中級

  関連記事

nobel
2016年のノーベル物理学賞は物質における"トポロジカル"な理論!?

2016年のノーベル物理学賞は「物質におけるトポロジカル理論」 2016年10月4日、ノーベル物理学賞の受賞者が発表されました。受賞したのはDavid J. T ...

TSC_easy_eyecatch
”トポロジー”で音を自在に操る!?

今回紹介する研究は音についての研究です。私たちが普段から接している音という身近な現象にもわかっていないことがまだまだあります。 今回は「音響結晶中における音波の ...

icon2
時間と空間の織り成す「時空間結晶」とは?

結晶と聞くと何を思い浮かべるでしょうか? なんとなくきれいな形のものというイメージがありますが、実はパソコンやスマートフォンをはじめとして身の回りでもたくさん使 ...

ナノカーeyecatch
世界最小の車、はやく走らせるには?

今回は、2017年4月に行われた世界最小の車の速さを競った、ナノカーレースの科学について紹介します。ナノカーとはなにでできているのか、どんな仕組みで走るのか、ど ...

quantumcomputer
量子コンピューターを「使う」時代に!?

コンピューターの性能は年々向上しており、普段使うスマートフォンにおいては不自由を感じない人も多いと思います。 しかし、未だ現在のコンピューターでは困難な計算もあ ...

oil_icatch
油が自動で移動する、材料表面の新しい加工法を開発

液体が...ひとりでに一箇所に集まっていく... そんな研究が、フィンランドの研究グループによって報告されました。 油汚れをひとりでに弾き飛ばす表面や、僅かな量 ...

zoom2
ありふれた"温泉ガス"が超伝導体に!しかも世界最高温度...

The following two tabs change content below.この記事を書いた人最新の記事 buzzscience 最新記事 by b ...

180730-Magic-Angle-icon
21世紀物理の革命!?「マジック・アングル」の実現

今年、2018年の春に、世界中を沸かせた発見がありました。そのキーワードは「マジック・アングル」。日本語にすると「魔法の角度」です。 この発見とは何なのか?それ ...

thunderbolt
雷雲で起こる宇宙スケールの現象って? ~意外と知らない雷のヒミツ~

うだるように暑い夏の日、にわか雨と一緒にやってくる『雷』。大きな音と強い光でおなじみの雷には、まだ多くの謎が残されていることを知っていましたか? 今回は高校生二 ...

fire
熱流を制御するトランジスタが実現!?

たった3つの量子ドットで熱トランジスタ 2016年5月に、量子ドットを3つ組み合わせるだけで熱流を制御、増幅する熱トランジスタを作ることができることがフランスの ...