O que é um picossegundo?

Um picossegundo é um trilhão de segundo. É uma medida de tempo que entra em jogo com tipos de tecnologia, como lasers, microprocessadores e outros componentes eletrônicos que operam em velocidades extremamente rápidas. A pesquisa em física nuclear também envolve medições que se aproximam da faixa do picossegundo, bem como a imagem relacionada à medicina nuclear usando a tomografia por emissão de pósitrons (PET). Um computador doméstico com um microprocessador que funciona com três gigahertz se apresenta em três bilhões de ciclos por segundo. Isso significa que está realmente levando cerca de 330 picossegundos para realizar uma única operação binária.

Supercomputadores nos Estados Unidos e a China já excedem as velocidades de picossegundos por operação. Um dos supercomputadores mais rápidos dos EUA pode fazer 360 trilhões de operações por segundo, o que é um pouco mais rápido que uma operação por picossegundo. China revelou um SuperCoMputer Em 2010, capaz de realizar 2,5 petaflops por segundo, ou 2,5 operações de quadrilhões a cada segundo, o que significa que cada picossegundo, ele executa de maneira ideal 2.500 cálculos.

lasers projetados para operar na faixa de picossegundos emitem pulsos de luz a cada um a várias dezenas de picossegundos no tempo. Existem vários tipos de designs a laser que podem operar nessas velocidades, incluindo lasers de estado sólido a granel, lasers de fibra bloqueados no modo e lasers de comutação Q. Cada modelo é construído sobre o diodo de picossegundo, que pode ser bloqueado no modo ou com comutação de ganho, alterando as taxas de pulso de velocidades de nanossegundos que estão na bilionésima de um segundo, para pelo menos dez vezes mais rápido nos anos 100 da faixa de picossegundos.

Embora sejam difíceis de imaginar esses lasers ultra-rápidos, existe um nível de modelos ainda mais rápido. Um laser de pulso de picossegundos é 1.000 vezes mais lento que um laser de femtossegundos. Isso faz designs de picossegundosMenos de ponta e consideravelmente mais econômico para usos, como a micro-máquina de componentes. Ambos os tipos de lasers têm níveis semelhantes de desempenho para os trabalhos com os quais são encarregados.

No campo da medicina nuclear, uma máquina de estimação cria uma imagem através de raios gama interagindo com cristais cintilantes para produzir elétrons Compton a velocidades ideais de cerca de 170 picossegundos. Na realidade, isso geralmente é muito mais lento e leva cerca de 1 a 2 nanossegundos de comprimento por partícula de emissão. A pesquisa em tempo de vôo (TOFPET) está tentando reduzir o tempo de voo real para abaixo de 300 picossegundos, através de melhorias nos fotodetectores, os próprios cristais cintilantes e os eletrônicos associados. Embora essas taxas de velocidade já sejam incrivelmente rápidas, reconstruir uma imagem de regiões do corpo humano a partir dessas emissões é um processo lento e demorado que geralmente leva vários dias para ser concluído.