Wat is een picoseconde?
Een picoseconde is een biljoenste van een seconde. Het is een mate van tijd die in het spel komt met soorten technologie zoals lasers, microprocessors en andere elektronische componenten die met extreem snelle snelheden werken. Nucleaire fysica -onderzoek omvat ook metingen die het bereik van de picoseconde benaderen, evenals gerelateerde nucleaire geneeskunde beeldvorming met behulp van positronemissietomografie (PET).
Persoonlijke computers benaderen geleidelijk de snelheid waar een enkele berekening kan worden uitgevoerd in een picoseconde. Een thuiscomputer met een microprocessor die op drie Gigahertz draait, presteert met drie miljard cycli per seconde. Dit betekent dat het eigenlijk ongeveer 330 picoseconden nodig heeft om een enkele binaire operatie uit te voeren.
Supercomputers in de Verenigde Staten en China overschrijdt al de picoseconde per operatiesnelheden. Een van de snelste supercomputers in de VS kan 360 biljoen bewerkingen per seconde uitvoeren, wat iets sneller is dan één bewerking per picoseconde. China onthulde een supercoMputer in 2010 die in staat was om 2,5 petaflops per seconde uit te voeren, of 2,5 quadrillion -bewerkingen elke seconde, wat betekent dat elke picoseconde, het optimaal 2500 berekeningen uitvoert.
Lasers die zijn ontworpen om in het picoseconde bereik te werken, stoten lichte pulsen uit op enkele tientallen picoseconden in de tijd. Er zijn verschillende soorten laserontwerpen die bij deze snelheden kunnen werken, waaronder lasers van bulk vaste toestand, modus-vergrendelde vezellasers en Q-geschakelde lasers. Elk model is gebouwd op de picoseconde-diode, die kan worden geschakeld of winst kan worden geschakeld, waardoor pulssnelheden worden gewijzigd van nanoseconde-snelheden die in miljardste van een seconde zijn, ten minste tien keer sneller in de 100s van picosecondenbereik.
Hoewel dergelijke ultrasnelle lasers moeilijk voor te stellen zijn, bestaat er nog een sneller niveau van modellen. Een picoseconde pulslaser is 1000 keer langzamer dan een femtoseconde laser. Dit maakt picoseconde ontwerpenMinder geavanceerd en aanzienlijk economischer voor gebruik zoals de micro-mchining van componenten. Beide soorten lasers hebben vergelijkbare prestatieniveaus voor de taken waarmee ze worden belast.
Op het gebied van nucleaire geneeskunde bouwt een PET -machine een afbeelding op via gammastralen die interactie hebben met sprankelende kristallen om compton -elektronen te produceren bij optimale snelheden van ongeveer 170 picoseconden. In werkelijkheid is dit meestal veel langzamer en duurt het ongeveer 1 tot 2 nanoseconden in lengte per emissie -deeltje. Tijd van vlucht PET (TOFPet) onderzoek probeert de werkelijke vliegtijd te verminderen tot minder dan 300 picoseconden, door verbeteringen in fotodetectoren, de sprankelende kristallen zelf en bijbehorende elektronica. Hoewel deze snelheidspercentages al ongelooflijk snel zijn, is het reconstrueren van een beeld van menselijke lichaamsgebieden uit deze emissies een langzaam, tijdrovend proces dat vaak meerdere dagen duurt om te voltooien.