Skip to main content

Co to jest pikosekunda?

Picosecond jest jedna bilionna sekundy.Jest to miara czasu, która wchodzi w grę z rodzajami technologii, takimi jak lasery, mikroprocesory i inne komponenty elektroniczne, które działają z wyjątkowo szybkimi prędkościami.Badania fizyki jądrowej obejmują również pomiary zbliżające się do zakresu pikosekund, a także powiązane obrazowanie medycyny jądrowej za pomocą pozytronowej tomografii emisyjnej (PET).

Komputery osobiste stopniowo zbliżają się do prędkości, w której jedno obliczenie można wykonać w pikosekundzie.Komputer domowy z mikroprocesorem, który działa w trzech Gigahertz, działa na trzy miliardy cykli na sekundę.Oznacza to, że wykonanie pojedynczej operacji binarnej zajmuje około 330 pikosekund.

Superkomputery w Stanach Zjednoczonych i Chinach już przekraczają pikosekundę na prędkość operacyjną.Jeden z najszybszych superkomputerów w USA może wykonywać 360 bilionów operacji na sekundę, co jest nieco szybsze niż jedna operacja na pikosekundę.Chiny ujawniły superkomputer w 2010 r., Który był w stanie wykonywać 2,5 Petaflopy na sekundę, czyli 2,5 kwadrylionowe operacje co sekundę, co oznacza, że każdy pikosekund, optymalnie wykonuje 2500 obliczeń.

Lasery zaprojektowane do działania w zakresie pikosekundowym emitują światło, które pulsuje każde, co oznacza, że jeden do nich pulsuje światło, emitują światło.Kilka dziesiątek pikosekund w czasie.Istnieje kilka rodzajów konstrukcji laserowych, które mogą działać przy tych prędkościach, w tym lasery w stanie stałym, lasery światłowodowe i lasery z przełączaniem Q.Każdy model jest zbudowany na pikosekundowej diodzie, która może być zamykana w trybie lub zysk, zmieniając prędkości tętna z nanosekundowych prędkości, które mają miliardów sekundy, do co najmniej dziesięć razy szybciej w zasięgu 100s pikosekund.

Chociaż takie ultra szybkie lasery są trudne do wyobrażenia, istnieje jeszcze szybszy poziom modeli.Picosekundowy laser pulsowy jest 1000 razy wolniejszy niż laser femtosekundowy.To sprawia, że pikosekundowe projekty są mniej nowatorskie i znacznie bardziej ekonomiczne w zastosowaniach takich jak mikro komponenty.Oba rodzaje laserów mają podobny poziom wydajności dla zadań, z którymi są one zadane.

W dziedzinie medycyny nuklearnej maszyna dla zwierząt domowych buduje obraz przez promienie gamma oddziałujące ze scyntylującymi kryształami, aby wytwarzać elektrony Compton przy optymalnych prędkościach około 170 pikosekund.W rzeczywistości jest to zwykle znacznie wolniejsze i zajmuje około 1 do 2 nanosekund długości na cząstkę emisji.Badania czasu lotu PET (TOFPET) próbują skrócić czas lotu do poniżej 300 pikosekund, poprzez ulepszenia fotodetektorów, samych scyntylujących kryształów i powiązanej elektroniki.Chociaż te prędkości są już niezwykle szybkie, rekonstrukcja obrazu ludzkich obszarów ciała z tych emisji jest powolnym, czasochłonnym procesem, który często zajmuje kilka dni.