ساخت یک فیلم کوانتومی

ساخت یک فیلم کوانتومی -الکترون ها دنیا را کنار هم نگه می دارند. هنگامی که واکنش های شیمیایی مواد جدیدی تولید می کنند، نقش اصلی را ایفا می کنند. و در الکترونیک نیز قهرمان هستند.

 به همراه همکارانش، Ferenc Krausz، مدیر مؤسسه اپتیک کوانتومی ماکس پلانک در گارچینگ، از حرکات سریع الکترون ها با فلاش های آتوثانیه عکس می گیرد و زمینه را برای پیشرفت های جدید فناوری ایجاد می کند.

پرده سیاه بالا می رود: انگار روی یک صحنه، زیر ما یک اتاق تمیز قرار دارد، تقریباً به اندازه یک سالن بدنسازی مدرسه. تقریباً به طور کامل با یک سیستم لیزر پر شده است.

 در اینجا، پرتوهای لیزری قدرتمندی در هوا می‌چرخند، که حاوی جریانی از پالس‌های نور فمتوثانیه‌ای است که تنها چند میلیونم یک میلیاردم ثانیه طول می‌کشد.

 این سیستم آنقدر حساس است که ما فقط می توانیم آن را از طریق یک پنجره مشاهده تحسین کنیم.

 مجموعه پیچیده ابزارهای نوری پیش روی ما، اولین بخش از مسیر سرعت را تشکیل می دهد که در آن کوتاه ترین فلاش های نور جهان از خط پایان عبور می کنند.

 اما این یک مسیر مسابقه نیست: ما در بخش Ferenc Krausz در موسسه اپتیک کوانتومی Max Planck در Garching هستیم.

پالس های لیزر فمتوثانیه – که در حال حاضر بسیار کوتاه هستند – از طریق یک لوله خلاء به آزمایشگاه یک طبقه پایین تر حرکت می کنند. ما اجازه ورود به این آزمایشگاه را داریم.

 اینجاست که فلاش های آتوثانیه ای ایجاد می شوند که هزار بار کوتاه تر از فمتوپالس ها هستند.

 در آزمایشگاه یک بشکه بزرگ قرار دارد که دانشجویان دکتری مارتین شفر و یوهان ریمنسبرگر در حال انجام برخی تنظیمات هستند.

 بشکه به طور مبهم یادآور یک درام ماشین لباسشویی عظیم است که با کلاه غواصی قدیمی تلاقی شده است.

 در واقع، این یک محفظه خلاء ساخته شده از فولاد ضد زنگ جامد است. پنجره‌های شیشه‌ای زره‌دار آن اجازه می‌دهد نگاهی اجمالی به کاوشگری داشته باشیم که هدف فلاش‌های نور آتوثانیه‌ای را مشخص می‌کند.

شافر و ریمنسبرگر متعلق به تیم راینهارد کینبرگر مستقر در گارچینگ هستند که همچنین استاد فیزیک در دانشگاه فنی مونیخ (TUM) است.

 بیش از صد دانشمند تحقیقات خود را در بخش Ferenc Krausz انجام می دهند. پیشگام فناوری attosecond دانشمندان جوانی را از سراسر جهان جذب می کند که می خواهند برخی از فرآیندهای بسیار سریع طبیعت را مشاهده کنند.

بنابراین کراوس بهترین فرد برای انتقال این حس از سرعت آتوثانیه است. از نظر ریاضی، یک آتوثانیه یک میلیاردم یک میلیاردم ثانیه است.

 حتی به عنوان یک فیزیکدان، کراوس این بازی اعداد را فاقد وضوح می داند. بنابراین او به دنبال مقایسه های مناسب است.

 او توضیح می‌دهد: «سریع‌ترین چیزی که می‌دانیم نور است، که می‌تواند تقریباً هشت بار در یک ثانیه دور زمین بچرخد.»

 اما با وجود اینکه نور بسیار سریع است، در عرض یک آتوثانیه، فقط می تواند از یک سر یک مولکول آب به سر دیگر حرکت کند! با قطر تنها 0.3 نانومتر (یک نانومتر یک میلیونیم میلی متر است)، یک مولکول آب به طرز غیرقابل تصوری کوچک است.

 “نانو” از کلمه یونانی باستان برای کوتوله، نانوس گرفته شده است، و این دقیقاً همان چیزی است که فیزیک آتوثانیه در مورد آن است: اجرام کوانتومی بسیار کوتوله‌ای که با سرعت باورنکردنی حرکت می‌کنند.

دوربینی با سرعت بالا برای الکترون ها

هرکسی که می خواهد انگیزه دانشمندانی مانند فرنک کراوس را در یک زمینه تاریخی درک کند، باید اسب را در نظر بگیرد.

 برای قرن‌ها بحث بر سر این بود که آیا هر چهار سم اسب هنگام تاختن از زمین خارج می‌شد یا خیر. نسل های زیادی از نقاشان خود را وقف این موضوع کردند.

 Eadweard Muybridge این معما را حل کرد: بله، برای یک لحظه کوتاه، هر چهار سم در هوا هستند. در سال 1878، مایبریج برای اولین بار موفق شد تمام مراحل تاختن اسب را در عکس های فوری منجمد کند.

از آن زمان، تصاویر با سرعت بالا از فرآیندهایی که سریعتر از آنچه چشم می تواند ببیند اتفاق می افتد، دانش ما را به طور قابل توجهی گسترش داده است.

 در علوم طبیعی، رمزگشایی فرآیندهای فوق سریع در دنیای اتم ها و ذرات بنیادی حتی ضروری است.

تحقیقات Attosecond در Garching بر الکترون ها متمرکز است. کراوس در مورد غلبه این ذره بنیادی با بار منفی می گوید: «اینها عملاً همه جا هستند.

 اگرچه الکترون‌ها بسیار کوچک هستند، حتی از منظر نانو جهان، آنها چسب کوانتومی هستند که اتم‌ها را به یکدیگر می‌پیوندند تا اشکال متنوعی از ماده را بسازند که جهان ما را می‌سازند.

 علاوه بر این، الکترون ها نقش اصلی را در واکنش های شیمیایی ایفا می کنند. مواد جدید همیشه توسط الکترون هایی که بین اتم های مختلف رانده می شوند ایجاد می شوند.

 با این حال، تا همین اواخر، امکان ردیابی مستقیم فعالیت این ذرات بنیادی به دلیل سرعت عمل آنها وجود نداشت.

به عبارت دیگر، برای محققان، الکترون‌ها از مدت‌ها پیش مانند کلاه‌برداران بازی پوسته‌ای رفتار می‌کردند و تماشاگران را با سرعت خود فریب می‌دادند.

 مکانیک کوانتومی می تواند رفتار خود را به صورت تئوری توصیف کند، اما در درجه اول فقط موقعیت های اولیه و نهایی در این بازی های پوسته الکترونیکی است.

 این موضوع برای آزمایش‌ها نیز برای مدت طولانی صدق می‌کرد: حرکت واقعی الکترون‌ها پنهان ماند.

 این شکاف در دانش نه تنها از نظر تحقیقات پایه رضایت بخش نبود، بلکه حتی امروزه نیز مانع از پیشرفت های جدید و عملی می شود.

 به عنوان مثال کاتالیزورها را در نظر بگیرید که فرآیندهای واکنش شیمیایی را کارآمدتر می کنند.

 به منظور شناسایی سیستماتیک بهترین ماده برای ارائه کمک شیمیایی، محققان باید بتوانند درک کنند که چگونه یک کاتالیزور بر انتقال الکترون تأثیر می گذارد.

ساخت یک فیلم کوانتومی

تصاویر زنده از واکنش های شیمیایی

با قدرتمندتر شدن لیزرها در دهه 1970، ایده جالبی مطرح شد: شاید بتوان از پالس های لیزری بسیار کوتاه برای گرفتن عکس های فوری از واکنش های شیمیایی استفاده کرد، همانطور که مایبریج زمانی از مراحل تاختن اسب عکاسی کرد.

 کراوس توضیح می‌دهد: «تصاویر جداگانه‌ای که در زمان‌های مختلف گرفته شده‌اند، می‌توانند برای ایجاد فیلمی استفاده شوند که فرآیند واکنش دقیق را نشان می‌دهد.

 این رویکرد زمینه جدیدی از تحقیقات را بر اساس روشی به نام روش پمپ-کاوشگر ایجاد کرد.

 در این روش، اولین فلاش لیزری فرآیندی مانند یک واکنش شیمیایی را آغاز می‌کند و پس از یک تاخیر مشخص، فلاش دوم یک عکس فوری می‌گیرد.

 با تکرار واکنش و تغییر تأخیر بین پالس‌های لیزر پمپ و پروب، دانشمندان تصاویری از هر مرحله از یک فرآیند به دست می‌آورند. سپس آنها می توانند اینها را در یک فیلم جمع آوری کنند.

در دهه 1990، این تکنیک آزمایشی به قدری پیچیده بود که بینش های کاملا جدیدی را در مورد طبیعت ارائه کرد و حرکت اتم ها در مولکول ها را برای اولین بار قابل مشاهده کرد.

 برای این دستاورد پیشگام، شیمیدان فیزیک مصری-آمریکایی احمد زویل در سال 1999 جایزه نوبل شیمی را دریافت کرد.

ساخت یک فیلم کوانتومی

چگونه می توان فلاش های لیزری را در محدوده اشعه ایکس دریافت کرد؟

با این حال، در همان زمان، چیزی که تا آن زمان به سرعت در حال توسعه به سمت سرعت های شاتر کوتاه تر بود، به دیوار برخورد کرد.

 اگرچه این تکنیک قادر بود فرآیندهایی را که تنها در چند فمتوثانیه در حرکت آهسته اتفاق می‌افتند نشان دهد، اما فقط حرکات اتم‌ها بود که می‌توان فیلمبرداری کرد، نه الکترون‌ها که بسیار سبک‌تر و سریع‌تر هستند.

 به منظور منجمد کردن دومی در یک عکس فوری، به یک فناوری جدید فلاش آتوثانیه ای نیاز بود.

در اواخر هزاره، Ferenc Krausz که در آن زمان در Technische Universität Wien بود، اولین کسی بود که موفق شد سد محدوده آتوثانیه را بشکند.

 از آن زمان، پیشرفت‌های مداومی در فیلم‌برداری از حرکت الکترون‌ها وجود داشته است و زمینه جدیدی از تحقیقات پدیدار شده است.

 دانشمندان در گارچینگ اکنون در حال ثبت دنیای سریع الکترون ها در فیلم هستند. اما چرا این مانع تکنولوژیک در تحقیقات بسیار کوتاه مدت وجود داشت؟

کراوس توضیح می دهد: “این به رنگ نور مربوط می شود – به عبارت دیگر، طول موج آن.” یک پالس نور نمی تواند در فضا حرکت کند مگر اینکه حداقل از یک تاج موج و یک فرورفتگی موج تشکیل شده باشد.

 تنها پالس‌های چنین قطار موج کاملی ذاتاً آنقدر پایدار هستند که می‌توانند بدون اتلاف کامل از لیزر به کاوشگر راه پیدا کنند.

 با این حال، اگر قرار باشد یک قطار موجی در فاصله چند آتوثانیه فشرده شود، طول موج آن باید به اندازه کافی کوتاه باشد.

کراوس می‌گوید: «برای پالس‌های کمتر از یک فمتوثانیه، نور لیزر فرابنفش شدید مورد نیاز است، و برای تولید پالس‌های کوتاه‌تر، هیچ راهی برای استفاده از نور اشعه ایکس وجود ندارد.» و این دقیقاً مشکل بود: برای مدت طولانی، هیچ لیزری وجود نداشت که بتواند نور را در این محدوده طیفی موج کوتاه تولید کند.

 تنها در سال‌های اخیر، لیزرهای به اصطلاح آزاد الکترون در این محدوده پیشرفت کرده‌اند. اما آنها یک اشکال دارند: آنها به شتاب دهنده های ذرات کیلومتری نیاز دارند – امکانات بسیار زیاد و گران قیمت برای تحقیقات در مقیاس بزرگ.

ساخت یک فیلم کوانتومی

ایده کراوس: اتم های گاز نجیب رعد و برق های فوق العاده کوتاهی ایجاد می کنند

در دهه 1990، کراوس – مانند مایبریج در زمان خود – چالش رفع این مانع را با استفاده از فناوری موجود به عهده گرفت.

 در آن زمان، مایبریج دوربین های بشقاب غول پیکر خود را در یک ردیف طولانی ترکیب کرد، که هر کدام پشت سر هم توسط یک اسب در حال تاخت و تاز حرکت می کردند.

بنابراین او موفق شد از هر مرحله از گالوپ تصویری بگیرد.

کراوس مجبور شد به فناوری لیزر فمتوثانیه ای که دارای طول موج بسیار طولانی بود بسنده کند.

 او به ایده شلیک پالس های لیزری با شدت بالا به سمت اتم های گاز نجیب برخورد کرد.

 نور لیزر فمتوثانیه ای اتم ها را تکان می دهد و آنها را وادار می کند تا فلاشی در محدوده فرابنفش یا اشعه ایکس ساطع کنند.

 از آنجایی که اتم‌ها دقیقاً در زمان با پالس‌های لیزر تحریک فم‌توثانیه نوسان می‌کنند، این نور موج کوتاه به طور اتفاقی کیفیت خالص و کامل نور لیزر را دارد.

 این ترفند به کراوس اجازه داد تا برای اولین بار در محدوده آتوثانیه پیشروی کند.

از آن زمان، دانشمندان در گارچینگ به طور مداوم امکانات آتوثانیه خود را بهبود بخشیده اند. در سال 2004، گروه کراوس رکورد جهانی کوتاه ترین پالس نور را با سرعت 650 آتوثانیه به دست آورد.

 امروزه بهترین آزمایش‌ها ده برابر سریع‌تر چشمک می‌زنند. کراوس می‌گوید: «با تیم مارتین شولتزه، ما اینجا در گارچینگ این میزان را به 72 آتوثانیه کاهش دادیم، اما از سال 2012، گروه زنگو چانگ در دانشگاه فلوریدا مرکزی با 67 آتوثانیه رکورد جهانی را در اختیار دارد.» کارگردان ماکس پلانک از اینکه گارچینگ رکورد را از دست داد ناراحت نیست – برعکس.

 او با افتخار توضیح می دهد: «این نشان می دهد که زمینه تحقیقاتی ما موضوع مورد علاقه فزاینده است.

 در پایان، این در مورد رکوردها نیست، بلکه در مورد ابزارهایی است که به طور فزاینده ای برای مطالعه سریع ترین حرکات در عالم صغیر بهبود یافته است.

ساخت یک فیلم کوانتومی

بینش در مورد بازی الکترونی کریستال ها

از جمله اولین موضوعات مترولوژی آتوثانیه یا کرونوسکوپی آتوثانیه، همانطور که متخصصان گارچینگ فناوری خود را می نامند، حرکت الکترون ها در اتم ها و مولکول های منفرد بود.

 با این حال، چند سالی است که محققان بر روی جهان های الکترونی بسیار پیچیده تر تمرکز کرده اند: جامدات کریستالی.

 در بسیاری از مواد معدنی، اتم ها شبکه منظم و فضایی یک کریستال را تشکیل می دهند. کریستال ها در طبیعت با تنوع زیادی وجود دارند.

 حتی فلزات و نیمه هادی هایی که برای کاربردهای بی شماری بسیار مفید هستند، کریستال تشکیل می دهند.

با فناوری جدید اندازه‌گیری آتوثانیه، تیمی به سرپرستی راینهارد کینبرگر به‌تازگی نحوه بزرگ‌نمایی الکترون‌ها را در لایه‌ای از اتم‌های فلزی ثبت کرده‌اند.

 این بخش هم برای فیزیک و هم برای فناوری اهمیت کلیدی دارد. مشاهده مستقیم آن می تواند روزی به توسعه عناصر سوئیچینگ الکترونیکی و ریزپردازنده های بسیار سریعتر کمک کند.

محققان پایه به رفتار پیچیده الکترون‌ها در کریستال‌ها علاقه‌مند هستند، زیرا ذرات بنیادی موجود در آن‌ها دو اثر بسیار مرکزی دارند که با هم بسیاری از خواص ماده را تعیین می‌کنند.

 به عنوان مثال، برخی از الکترون‌ها اتم‌ها را به یکدیگر متصل می‌کنند تا یک شبکه کریستالی تشکیل دهند. آنها اساساً چسب کوانتومی ماده را می سازند.

 اثر دوم توسط الکترون هایی ایجاد می شود که می توانند از اتم های اصلی خود جدا شوند. به عنوان مثال، در فلزات، آنها کم و بیش آزادانه از طریق شبکه کریستالی حرکت می کنند و بنابراین می توانند جریان الکتریکی را انتقال دهند.

 علاوه بر این، این الکترون‌های رسانا تأثیر عمده‌ای بر خواص مکانیکی و نوری یک ماده و توانایی آن در هدایت گرما دارند.

با این حال، در بسیاری از بلورها، هیچ الکترون رسانایی وجود ندارد. بنابراین این مواد به عنوان عایق شناخته می شوند که یکی از نمونه های آن کوارتز است.

 نیمه هادی ها نوعی ترکیب بین عایق ها و هادی های الکتریکی هستند. نیمه هادی ها به عنوان ماده ای که در ساخت و ساز الکترونیک استفاده می شود، فرهنگ ما را به شدت تغییر داده است.

 در این مواد، الکترون ها به یک فشار کوچک نیاز دارند تا بتوانند به عنوان الکترون های رسانا جریان داشته باشند. برای درک این رفتار، ما باید به الکترون ها به عنوان ذرات کوانتومی نگاه کنیم.

ساخت یک فیلم کوانتومی

جرقه های نور باعث رسانایی عایق ها می شود

از آنجایی که یک الکترون نیز یک موج الکترومغناطیسی است، دارای طول موجی است که با انرژی جنبشی آن مرتبط است – کمی شبیه صدای ماشین مسابقه که با سرعت موتور آن مرتبط است.

 اگر یک الکترون بخواهد آزادانه در یک شبکه کریستالی حرکت کند، طول موج آن باید با شبکه فضایی اتم ها مطابقت داشته باشد.

 این فقط برای یک محدوده مشخص از طول موج ها – و یک محدوده خاص از انرژی قابل استفاده است. این محدوده نوعی بزرگراه را تشکیل می دهد که در آن الکترون ها می توانند از طریق کریستال عبور کنند.

 در فلزات، همیشه ترافیک الکترون زیادی در این نوار رسانایی جریان دارد. با این حال، در نیمه رساناها، حتی متحرک ترین الکترون ها به اتم های خود محکم می چسبند.

 آنها به یک ضربه انرژی برای مدیریت جهش کوانتومی به باند هدایت نیاز دارند. این ضربه، به عنوان مثال، برای تغییر عملیات در ترانزیستورها استفاده می شود.

با این حال، در عایق ها، این ضربه انرژی باید آنقدر شدید باشد که مواد را پاره کند. آیا با این وجود می توان یک عایق را حتی برای مدت کوتاهی رسانا کرد؟ و آیا از نقطه نظر فناوری نیز جالب خواهد بود؟

اینها سؤالاتی است که یک تیم از محققان attosecond مستقر در گارچینگ، که در آن الیزابت بوثشافتر و مارتین شولتزه در حال انجام کار دکتری خود بودند، از خود پرسیدند.

 برای یافتن پاسخ، فیزیکدانان لیزر به متخصصان بلورهای ماهر در کنار خود نیاز داشتند. آنها این فیزیکدانان حالت جامد را در گروه نظریه پرداز مارک استاکمن در دانشگاه ایالتی جورجیا در آتلانتا، ایالات متحده یافتند.

 این همکاری توسط آگوستین شیفرین، آمریکایی که به تازگی به گارچینگ نقل مکان کرده بود تا خودش تحقیقاتی را انجام دهد، تسهیل شد.

در آزمایشگاه در گارچینگ، تیم تحقیقاتی از کوارتز استفاده کردند تا بررسی کنند که آیا این عایق می‌تواند برای مدت کوتاهی در هنگام بمباران با فلاش‌های نور فمتوثانیه بسیار شدید – بدون تخریب – رسانا شود.

 محققان همچنین به این موضوع علاقه مند بودند که چگونه فلاش های نور بر خواص نوری آن تأثیر می گذارد. آنها این تغییر لحظه‌ای را با فلاش‌های آتوثانیه‌ای کوتاه‌تر دنبال کردند.

ساخت یک فیلم کوانتومی

فلاش های Atto آنچه را که در کریستال اتفاق می افتد روشن می کند

برای انجام این کار، Bothschafter و Schultze آزمایشی را توسعه دادند که در آن کارشناسان در Garching رکورد خود را به مدت زمان پالس تنها 72 آتوثانیه کاهش دادند. محققان این فلاش‌های آتوثانیه‌ای را به کاوشگر خود فرستادند که با پالس‌های نور فمتوثانیه‌ای هماهنگ شده بود.

 این به آنها ابزار دقیقی را داد که برای اسکن شکل دقیق پالس های نور فمتوثانیه ای که استفاده می کردند، لازم بود. این کلید تفسیر صحیح تغییری بود که این پالس ها در کوارتز ایجاد کردند.

فیزیکدانان از آتوپالس ها برای تجزیه و تحلیل در زمان واقعی و با جزئیات آنچه در کاوشگر کوارتز به ضخامت 200 نانومتر در هنگام بمباران نور اتفاق افتاد، استفاده کردند.

 آنها دریافتند که پالس لیزر فمتوثانیه شدید، که یک موج الکترومغناطیسی است، یک میدان الکتریکی بسیار قوی در کاوشگر ایجاد کرد.

ساخت یک فیلم کوانتومی

 مارتین شولتزه آن را با میدان یک خط ولتاژ بالا بالاسری که بین دو الکترود که فقط چند هزارم میلی متر از هم فاصله دارند مقایسه می کند. هر ماده شناخته شده بلافاصله تبخیر می شود.

کوارتز تنها به این دلیل زنده ماند که این دوزخ الکتریکی تنها برای چند فمتوثانیه در داخل آن خشمگین بود. خیلی ساده بود که متوجه آن نشدم.

 مدت ها بود که این مصیبت تمام شده بود و قبل از اینکه اتم های آن از هم جدا شوند، پایان یافته بود. با این حال، برای الکترون ها، داستان کاملاً متفاوت بود.

 برخی از آنها میدان نبض فمتوثانیه را مانند سگ های افساری دنبال می کردند. در نتیجه، آنها به طور موقت یک جریان الکتریکی در کوارتز تولید کردند که بلافاصله در انتهای پالس فمتوثانیه دوباره فروکش کرد. سپس کوارتز دوباره به یک عایق معمولی تبدیل شد.

کراوس می‌گوید: «این بدان معناست که با استفاده از پالس نور، نه تنها می‌توان رسانایی را در یک بازه کوتاه غیرقابل تصور چند فمتوثانیه روشن کرد، بلکه می‌توان آن را دوباره خاموش کرد.» مورد دوم بسیار مهم بود، زیرا این اتفاق در نیمه هادی ها نمی افتد.

گروه استاکمن نشان داد که در این وضعیت، الکترون ها بر اساس مکانیسم کاملا متفاوتی نسبت به نیمه هادی ها حرکت می کنند.

 در حالت دوم، آنها را می توان در عرض فمتوثانیه به نوار رسانایی لگد زد، اما سپس، از منظر فیزیک آتوثانیه، آنها برای ابدیت در آنجا می مانند: یعنی هزار تا ده هزار برابر بیشتر از یک فمتوثانیه.

 اما در کوارتز، الکترون‌ها بلافاصله میدان نور الکتریکی را از اتم‌هایشان دور می‌کنند و به محض اینکه میدان محو می‌شود، به سرعت به عقب می‌پرند.

 بنابراین، با این روش، محققان یک کلید الکتریکی به دست آوردند که بسیار سریع – در عرض فمتوثانیه – عمل می کند.

فیزیکدانان در گارچینگ و شرکای همکارشان در ابتدا این فرآیندها را به عنوان محققین پایه مورد بررسی قرار دادند، و با انجام این کار، چیز کاملا جدیدی را کشف کردند: تا کنون هیچ کس چنین حالت عجیب و غریبی را در یک عایق ایجاد نکرده است.

ساخت یک فیلم کوانتومی

 در درازمدت، این کشف می‌تواند انقلابی در الکترونیک ایجاد کند، زیرا تداوم نسبتاً کند الکترون‌ها در باند رسانایی نیمه‌رساناها است که سرعت سوئیچینگ ترانزیستورهای معمولی را محدود می‌کند.

 در آزمایشگاه، با استفاده از نانوساختارهای بسیار کوچک، ترانزیستورهای معمولی در حال حاضر به سرعت صدها میلیارد سیکل در ثانیه می‌رسند. این تقریباً یک مرتبه بزرگتر از ریزپردازنده‌های رایانه‌ای رایج امروزی است.

کراوس در جمع بندی می گوید: “کشف ما دستیابی به زمان های مداری را که ده هزار بار دیگر سریع تر است ممکن می کند.”

 این به رایانه ها اجازه می دهد تا حجم عظیمی از داده ها را در زمان واقعی پردازش کنند. البته، این همچنین مستلزم کوچک سازی لیزرهای پالس کوتاه یک متری است که عملیات سوئیچینگ را هدایت می کنند.

 او تأکید می‌کند: «به همین دلیل – و برای چند نفر دیگر نیز – این در حال حاضر فقط یک چشم‌انداز جالب برای آینده است.

برای کراوس، به عنوان یک دانشمند ماکس پلانک، تمرکز بر دانش به دست آمده است.

 با فناوری جدید اندازه‌گیری آتوثانیه، تیم راینهارد کینبرگر به‌تازگی نحوه عبور الکترون‌ها از لایه‌های اتمی منفرد یک شبکه کریستالی را به‌صورت بلادرنگ ثبت کردند.

 این “سفر” برای فیزیک و فناوری از اهمیت کلیدی برخوردار است. مشاهده مستقیم می‌تواند در کمک به توسعه سریع‌تر عناصر سوئیچینگ الکترونیکی و ریزپردازنده‌ها تعیین‌کننده باشد.

ساخت یک فیلم کوانتومی

مهندس حمید تدینی: نویسنده و وبلاگ نویس مشهور، متخصص در زبان برنامه نویسی و هوش مصنوعی و ساکن آلمان است. مقالات روشنگر او به پیچیدگی های این زمینه ها می پردازد و به خوانندگان درک عمیقی از مفاهیم پیچیده فناوری ارائه می دهد. کار او به دلیل وضوح و دقت مشهور است.