ピコ秒とは何ですか？

ピコ秒は1秒の秒です。これは、非常に速い速度で動作するレーザー、マイクロプロセッサ、その他の電子コンポーネントなどのタイプのテクノロジーで作用する時間の尺度です。核物理学の研究には、ピコ秒の範囲に近づく測定と、ポジトロン排出断層撮影（PET）を使用した関連核医学イメージングも含まれます。 3つのGigahertzで実行されるマイクロプロセッサを備えたホームコンピューターは、毎秒30億サイクルで機能します。これは、単一のバイナリ操作を実行するために実際に約330ピコ秒かかることを意味します。

米国および中国のスーパーコンピューターは、すでに操作速度あたりのピコ秒を超えています。米国で最も速いスーパーコンピューターの1つは、1秒あたり360兆の運用を行うことができます。これは、ピコ秒あたり1回の操作よりもわずかに高速です。中国はスーパーコを明らかにしました2010年のMPUTERは、毎秒2.5ペタフロップを実行できる、または毎秒2.5四十倍の操作を行うことができます。つまり、ピコ秒ごとに2,500の計算を最適に実行します。

ピコ秒範囲で動作するように設計された

レーザーは、数十から数十ピコ秒の間、光パルスを放出します。バルク固体レーザー、モードロックされたファイバーレーザー、Qスイッチレーザーなど、これらの速度で動作できるレーザー設計にはいくつかの種類があります。各モデルはピコ秒ダイオードの上に構築されており、モードロックまたはゲインの切り替えを行うことができ、パルス速度は10秒のナノ秒速度から、100秒のピコ秒範囲の少なくとも10倍高速になります。

このような超高速レーザーは想像するのが難しいですが、さらに高速なレベルのモデルが存在します。ピコ秒パルスレーザーは、フェムト秒レーザーの1,000倍遅いです。これにより、ピコ秒のデザインが作成されます最先端が少なく、コンポーネントのマイクロマシニングなどの用途についてはかなり経済的です。どちらのタイプのレーザーも、任務を課される仕事について、同様のレベルのパフォーマンスを持っています。

核医学の分野では、ペットの機械は、約170ピコ秒の最適な速度でコンプトン電子を生成するために、シンチレーション結晶と相互作用するガンマ線を通して画像を構築します。実際には、これは通常はるかに遅く、発光粒子ごとに長さ約1〜2ナノ秒かかります。フライトペット（TOFPET）の研究では、光検出器の改善、きらめく結晶自体、および関連する電子機器の改善により、実際の飛行時間を300ピコ秒未満に減らすことを試みています。これらの速度レートはすでに非常に高速ですが、これらの排出から人体領域のイメージを再構築することは、完了するまでに数日かかることが多いゆっくりと時間のかかるプロセスです。