Picosecond คืออะไร

picosecond เป็นหนึ่งในล้านของวินาที เป็นการวัดเวลาที่มากับการเล่นกับประเภทของเทคโนโลยีเช่นเลเซอร์ไมโครโปรเซสเซอร์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ที่ทำงานด้วยความเร็วที่เร็วมาก การวิจัยฟิสิกส์นิวเคลียร์ยังเกี่ยวข้องกับการวัดที่เข้าใกล้ช่วงของ picosecond เช่นเดียวกับการถ่ายภาพยานิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องโดยใช้เอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET)

คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลค่อย ๆ เข้าใกล้ความเร็วที่สามารถทำการคำนวณครั้งเดียวใน picosecond คอมพิวเตอร์ในบ้านที่มีไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งทำงานที่สามกิกะเฮิร์ตซ์ทำงานที่สามพันล้านรอบต่อวินาที ซึ่งหมายความว่าใช้เวลาประมาณ 330 picoseconds ในการดำเนินการแบบไบนารีเดียว

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในสหรัฐอเมริกาและจีนมีจำนวนเกิน picosecond ต่อความเร็วในการทำงาน หนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในสหรัฐอเมริกาสามารถดำเนินการได้ 360 ล้านล้านต่อวินาทีซึ่งเร็วกว่าการดำเนินการหนึ่งครั้งต่อ picosecond เล็กน้อย ประเทศจีนเปิดเผยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปี 2010 ที่สามารถทำ 2.5 petaflops ต่อวินาทีหรือ 2.5 quadrillion การดำเนินงานทุกวินาทีซึ่งหมายความว่าทุก picosecond จะทำการคำนวณ 2,500 ครั้งอย่างเหมาะสม

เลเซอร์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในช่วง picosecond ปล่อยแสงพัลส์ทุกหนึ่งถึงหลายสิบ picoseconds ในเวลา มีการออกแบบเลเซอร์หลายประเภทที่สามารถทำงานด้วยความเร็วเหล่านี้รวมถึงเลเซอร์โซลิดสเตทจำนวนมากเลเซอร์เลเซอร์ล็อคโหมดและเลเซอร์ Q-switched แต่ละรุ่นถูกสร้างขึ้นบน picosecond diode ซึ่งสามารถล็อกโหมดหรือรับสลับเปลี่ยนอัตราชีพจรจากความเร็วของ nanosecond ซึ่งมีหน่วยเป็นพันล้านวินาทีเป็นอย่างน้อยสิบเท่าในช่วง 100 วินาทีของ picoseconds

แม้ว่าเลเซอร์ที่เร็วเป็นพิเศษนั้นยากที่จะจินตนาการได้ เลเซอร์ชีพจร picosecond ช้ากว่าเลเซอร์ femtosecond 1,000 เท่า สิ่งนี้ทำให้ picosecond ออกแบบขอบตัดที่น้อยลงและประหยัดมากขึ้นสำหรับการใช้งานเช่นการตัดชิ้นงานขนาดเล็กของส่วนประกอบ เลเซอร์ทั้งสองประเภทมีระดับประสิทธิภาพใกล้เคียงกันสำหรับงานที่ได้รับมอบหมาย

ในสาขาเวชศาสตร์นิวเคลียร์เครื่อง PET สร้างภาพผ่านการแผ่รังสีแกมมาที่มีปฏิสัมพันธ์กับคริสตัลที่เป็นประกายเพื่อผลิตอิเล็กตรอนคอมป์ตันด้วยความเร็วสูงสุดประมาณ 170 picoseconds ในความเป็นจริงมันมักจะช้ากว่ามากและใช้เวลาประมาณ 1 ถึง 2 นาโนวินาทีในความยาวต่ออนุภาคที่ปล่อยออกมา การวิจัย Time of flight PET (TOFPET) กำลังพยายามลดเวลาการบินจริงลงเหลือต่ำกว่า 300 picoseconds ผ่านการปรับปรุงตัวตรวจจับแสงผลึกที่เป็นประกายระยิบระยับและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้อง แม้ว่าอัตราความเร็วเหล่านี้จะเร็วอย่างไม่น่าเชื่อการสร้างภาพของภูมิภาคร่างกายมนุษย์จากการปล่อยก๊าซเหล่านี้เป็นกระบวนการที่ช้า แต่ใช้เวลานานซึ่งมักใช้เวลาหลายวันกว่าจะเสร็จสมบูรณ์