А ещё благодаря этому открытию компьютеры станут в миллиард раз быстрее (но пока только в теории).
Неподготовленному гуманитарию уму так сразу и не объяснишь, почему так сложно рассмотреть что-то внутри таких мелких объектов, как атом. Казалось бы, бери микроскоп помощнее и увеличивай всё до предела, да и рассматривай себе как там в ядре кварки с глюонами клеятся. Но не тут-то было. Физика давно упёрлась в оптические пределы - длина волны света намного больше размеров любой элементарной частицы, поэтому наблюдать в привычном понимании микромир у нас нет возможности.
Логичное действие - а давайте рассматривать процессы, происходящие в атомах другими способами. Уменьшим длину волны, сместив её по максимуму из видимого диапазона в ультрафиолетовый, рентгеновский и в гамма-диапазон, а фиксировать получившиеся изображения будем специальной высокоскоростной камерой, которая будет работать в гамма-спектре.
Что ж, решение оказалось годным, но недостаточным - упёрлись таки в производительность сверхскоростных камер (процессы внутри атомов идут с очень большой скоростью, и чтобы их фиксировать и не получать смазанное изображение - нужна дьявольски шустрая камера), и уже решили было смириться с тем, что никто и никогда не сможет воочию разглядеть электрон и кварки с глюонами, потому что ни один затвор ни одной камеры не способен делать квадриллион кадров в секунду и больше. Если фоткать недостаточно быстрой камерой - и ядро атома будет по-прежнему смазанным шариком, и электрон будет фиксироваться в виде размытого облака. Уж очень быстро там всё движется.
Тогда решили подъехать к вопросу с другой стороны и на другой козе: а давайте мы затвор камеры вообще трогать не будем, пусть плёнка (или матрица) будет сверх высокочувствительной, способной запечатлеть момент в несколько аттосекунд, мы же выстрелим в наблюдаемый атом несколькими порциями электромагнитного излучения в тёмной комнате,
этими импульсами облучится и плёнка (матрица), а что потом на плёночке отпечатается - то и посмотрим.
Хороший подход сразу упёрся в невозможность создания уже импульсов электромагнитного (для гуманитариев - светового) излучения с нужной периодичностью - нужны были устройства, которые отправляют порции излучения раз в несколько аттосекунд - то есть в тысячу раз быстрее, чем научились на сегодняшний день.
Чтоб вы поняли сложность задачи, не порвав мозг значением "десять в минус восемнадцатой степени" - вот вам пошаговый расклад:
1000 аттосекунд - это фемтосекунда,
1000 фемтосекунд это пикосекунда,
1000 пикосекунд - это наносекунда,
1000 наносекунд это микросекунда,
1000 микросекунд это миллисекунда, и наконец
в одной привычной нам секунде 1000 миллисекунд.
А с начала образования Вселенной обычных секунд прошло меньше, чем аттосекунд в одной секунде.
Главным препятствием создания такой электромагнитной волны явилась опять же, сама длина волны самого шустрого на сегодняшний день рентгеновского лазера - она оказалась слишком большой, примерно в тысячу раз больше чем требуется для аттосекундного импульса, а дробить волну на части уже не получится - самой волны не будет.
Однако, в экспериментах таки выяснилось, что пропуская такой лазерный луч через определённые материалы - помимо основной проходящей через материал волны - возникают дополнительные волны с существенно меньшей частотой, которые волны уже вполне претендуют на звание аттосекундных импульсов (чтоб никто не догадался, физики назвали эти импульсы гармониками высокого порядка)
Сложность создания аттосекундных импульсов состояла ещё и в том, чтобы выделить из пучка импульсов гармоник высокого порядка один-два аттосекундных импульса для облучения именно ими изучаемого объекта. И учёные таки научились разделять эти аттосекундные импульсы из одной непрерывной волны в разные стороны, что уже сделало теоретически возможным наблюдение и фотографирование процессов, проходящих внутри атома.
Почему открытие аттосекундных импульсов настолько важно, что за него дали нобелевскую премию? Дело в том, что такая технология открывает путь в до этого закрытые области физики - например, с помощью аттосекундных импульсов мы сможем экспериментально проверить некоторые положения квантовой электродинамики, и очень сильно раздвигаются границы исследований для фотохимии - науки, изучающей поведение молекул при попадании на молекулы электромагнитного излучения. Микромир становится ещё микронистее)))
Дальнейшее практическое применение аттосекундных импульсов - световые компьютеры. На сегодняшний день скорость переключения транзистора из положения 0 в положение 1 составляет около одной наносекунды, что в миллиард раз медленнее, чем в теоретически возможном световом транзисторе, работающем на аттосекундных импульсах.