Обычная фотовспышка длится тысячные доли секунды. Аттосекундный импульс в триллион раз короче — за время его действия свет проходит расстояние меньше размера атома. Такие вспышки работают как сверхскоростной затвор: они замораживают движение электронов, позволяя увидеть, как те перескакивают между орбиталями или участвуют в химической реакции.
До сих пор у этих «затворов» была проблема — слабый свет. Короткая выдержка даёт чёткий кадр, но картинка тонет в шуме, если снимать ночной город камерой без вспышки. Чтобы разглядеть детали, нужен мощный импульс. Авторы работы построили лазерную систему, которая объединяет два световых луча разных цветов, точно подстраивая их друг к другу. Лучи складываются в один сверхкороткий импульс, а специальная геометрия фокусировки не даёт свету рассеиваться в стороны — как если бы расходящийся пучок фонарика собрали в узкий луч линзой.
Рекордные 1,64 микроджоуля энергии в одном импульсе открывают доступ к нелинейным эффектам: когда свет настолько силён, что сам меняет свойства среды, через которую проходит. Раньше для этого требовались громоздкие ускорители или лазеры размером с комнату. Теперь же источник помещается на лабораторном столе и выдаёт стабильные вспышки раз за разом. Это значит, что скоро появятся эксперименты, где электроны будут не просто наблюдателями, а управляемыми участниками — например, в сверхбыстрых переключателях для электроники будущего.
За 263 аттосекунды свет проходит всего 79 нанометров — это в сотни раз тоньше человеческого волоса.
В романе «Схизматрица» Брюса Стерлинга сюжет вращается вокруг мгновенных событий на субатомном уровне — аттосекундные импульсы могли бы стать инструментом для исследования таких миров.