Zeptosekundoj. Sciencistoj mezuris la plej mallongan tempon en la historio
Teamo de germanaj sciencistoj mezuris la paŝon de fotonoj tra la hidrogena molekulo. Ĉi tiu estas la plej mallonga mezurado de ĝisnuna tempo kaj esprimiĝas per zeptosekundoj aŭ duilionoj da sekundoj. Fizikistoj en la Universitato Johann Wolfgang Goethe en Frankfurto mezuris, kiel kunlabore kun sciencistoj de la Fritz Haber-Instituto en Berlino kaj DESY en Hamburgo. necesas fotono por trairi hidrogenan partiklon. La rezulto, kiun ili akiris, estas 247 zeptosekundoj por la averaĝa liga longo de la partiklo. Ĉi tiu estas la plej mallonga tempodaŭro mezurita ĝis nun.
La rezultoj estas publikigitaj en la revuo "scienco"detale priskribita. (https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.abb9318)
Bildfonto: "https://aktuelles.uni-frankfurt.de/englisch/physics-zeptoseconds-new-world-record-in-short-time-measurement/"
Die Zeit
En sia 1999-premiita Nobel-premio, egipta kemiisto Ahmed Zewail mezuris la rapidon, kun kiu partikloj ŝanĝas formon. Uzante ultramallongajn laserajn fulmojn, li malkovris, ke la formado kaj rompado de kemiaj ligoj okazas en la femtosekunda intervalo. Femtosekundo egalas al miliardono de sekundo (0,0000000000000000001 sekundo, 10E-15 sekundoj).
Sed germanaj fizikistoj esploris procezon multe pli mallongan ol la femtosekundo. Ili mezuris kiom longe fotono bezonas penetri hidrogenan molekulon. La mezuroj montris, ke la fotona vojaĝo daŭras 247 zeptosekundojn por la averaĝa partikla liga longo, kaj unu zeptosekundo egalas unu trilionon de sekundo (0,00000000000000000000001 sekundo, 10E-21).
La unua registrado de fenomeno de tiel mallonga daŭro estis farita en 2016. Ĝuste tiam sciencistoj kaptis la elektronon liberigitan de la ligoj de la origina heliumatomo. Ili taksis, ke ĉi tiu buklo daŭris 850 zeptosekundojn. La rezultoj de ĉi tiuj mezuroj aperis en la revuo "Nature Physics".
Zeptosekundoj
Por mezuri ĉi tiun ekstreme mallongan fotonan vojaĝon tra la hidrogena (H2) molekulo, la fizikisto Reinhard Dörner de la Universitato Johann Wolfgang Goethe kaj liaj kolegoj registris ikso-radiojn ĉe la akcelilo PETRA III ĉe DESY (germana Elektron-Sinkrotrono) en Hamburgo. La sciencistoj ĝustigis la rentgenan energion tiel, ke unu sola fotono elbatis ambaŭ elektronojn el la hidrogena partiklo. La unua estis elĵetita kaj kreiĝis ondo, al kiu ondo de la dua elektrono aliĝis post ekstreme mallonga tempo. La fotono kondutis kiel plata ŝtoneto, kiu resaltis de la akva surfaco kaj, ĉi-kaze, dufoje resaltis sur ondoj.
La sciencistoj mezuris la interferan ŝablonon de la unua elĵetita elektrono per la ilo COLTRIMS (Spektroskopio de Malvarma Celo-Reklamo de Ion-Momento), fotilo, kiu montras ultrarapidajn procezojn en atomoj kaj eroj. Samtempe kun la interferbildo, la aparato COLTRIMS povis determini la pozicion de la hidrogena molekulo dum la interago.
- Ĉar ni konis la spacan orientiĝon de la hidrogena molekulo, ni uzis la interferon de du elektronaj ondoj por kalkuli ĝuste kiam la fotono atingis la unuan kaj la duan hidrogenan atomon ", diras Sven Grundmann de la Universitato de Rostock, Germanio, kunaŭtoro. de la studo.
Necesis 247 zeptosekundoj por ke la fotono pasis inter la atomoj. - Por la unua fojo ni konstatis, ke elektronoj en molekulo ne ĉiam reagas al lumo samtempe. La malfruo okazas ĉar la informoj en la molekulo disvastiĝas nur kun la lumrapideco ", klarigas Dörner.