O picosecundă este o trilionime dintr-o secundă. Este o măsură a timpului care intră în joc cu tipuri de tehnologie, cum ar fi laserele, microprocesoarele și alte componente electronice care funcționează la viteze extrem de mari. Cercetarea în fizica nucleară implică, de asemenea, măsurători care se apropie de intervalul picosecundei, precum și imagistica asociată medicinei nucleare folosind tomografia cu emisie de pozitroni (PET).
Calculatoarele personale se apropie treptat de viteza în care un singur calcul poate fi efectuat într-o picosecundă. Un computer de acasă cu un microprocesor care rulează la trei gigaherți funcționează la trei miliarde de cicluri pe secundă. Aceasta înseamnă că durează de fapt aproximativ 330 de picosecunde pentru a efectua o singură operație binară.
Supercalculatoarele din Statele Unite și China depășesc deja picosecunde pe viteze de operare. Unul dintre cele mai rapide supercomputere din SUA poate face 360 de trilioane de operații pe secundă, ceea ce este puțin mai rapid decât o operație pe picosecundă. China a dezvăluit un supercomputer în 2010 care era capabil să efectueze 2.5 petaflopi pe secundă sau 2.5 cvadrilioane operații în fiecare secundă, ceea ce înseamnă că în fiecare picosecundă, efectuează în mod optim 2,500 de calcule.
Laserele concepute să funcționeze în intervalul de picosecunde emit impulsuri de lumină la fiecare zeci de picosecunde în timp. Există mai multe tipuri de modele de laser care pot funcționa la aceste viteze, inclusiv lasere cu stare solidă în vrac, lasere cu fibră blocate în mod și lasere Q-switched. Fiecare model este construit pe o diodă de picosecundă, care poate fi blocată în mod sau amplificat, schimbând frecvența pulsului de la viteze în nanosecunde, care sunt în miliarde de secundă, la cel puțin de zece ori mai rapidă în intervalul de 100 de picosecunde.
Deși astfel de lasere ultra-rapide sunt greu de imaginat, există un nivel și mai rapid de modele. Un laser cu impuls de picosecundă este de 1,000 de ori mai lent decât un laser cu femtosecundă. Acest lucru face ca modelele în picosecundă să fie mai puțin de vârf și considerabil mai economice pentru utilizări precum micro-prelucrarea componentelor. Ambele tipuri de lasere au niveluri similare de performanță pentru locurile de muncă cu care sunt însărcinați.
În domeniul medicinei nucleare, o mașină PET construiește o imagine prin raze gamma care interacționează cu cristale scintilante pentru a produce electroni Compton la viteze optime de aproximativ 170 de picosecunde. În realitate, acest lucru este de obicei mult mai lent și durează aproximativ 1 până la 2 nanosecunde per particulă de emisie. Cercetarea PET pentru timpul de zbor (TOFPET) încearcă să reducă timpul real de zbor sub 300 de picoseconde, prin îmbunătățiri ale fotodetectorilor, cristalelor scintilante în sine și electronicii asociate. Deși aceste viteze sunt deja incredibil de rapide, reconstruirea unei imagini a regiunilor corpului uman din aceste emisii este un proces lent, consumator de timp, care durează adesea câteva zile.