Запознайте се с най-късата единица за време: зептосекундата
Немски учени са измерили най-късата единица време до момента – времето, належащо на лека парченце да премине през молекула водород.
Това време е 247 зептосекунди. Зептосекундата е трилионна от милиардната част от секундата или десетична запетая, последвана от 20 нули и единица. Преди това откривателите бяха измерили през 2016 година стъпки на времето до 850 зептосекунди, като са употребявали лазери, написа списание Nature Physics. Тази акуратност е голям скок от извоюваната през 1999 година Нобелова премия, която беше присъдена за премерване на времето във фемтосекунди, които са милионни от милиардна част от секундата.
Необходими са фемтосекунди, с цел да се разрушат и образуват химични връзки, само че са нужни зептосекунди, с цел да премине светлината през една молекула водород (H2). За да мери това доста малко пътешестване, физикът Райнхард Дьорнер от университета Гьоте в Германия и неговите сътрудници снимат рентгенови лъчи от PETRA III в Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), ускорител на частици в Хамбург.
Изследователите са настроили силата на рентгеновите лъчи по този начин, че един фотон или парченце светлина е избил двата електрона от молекулата на водорода. (Молекулата на водорода се състои от два протона и два електрона.) Фотонът отхвърля единия електрон от молекулата, а по-късно и другия, малко като камъче, подскачащо от горната страна на езеро. Тези взаимоотношения основават вълнов модел, наименуван интерференционен модел, който Дьорнер и сътрудниците му можеха да мерят с инструмент, наименуван консервативен микроскоп със студена целева възвратна ионна импулсна спектроскопия (COLTRIMS). Този инструмент всъщност е доста сензитивен детектор на частици, който може да записва извънредно бързи атомни и молекулярни реакции. Микроскопът COLTRIMS записва както интерференционния модел, по този начин и позицията на молекулата на водорода по време на взаимоотношението.
„ Тъй като знаехме пространствената ориентировка на молекулата на водорода, използвахме интерференцията на двете електронни талази, с цел да изчислим тъкмо по кое време фотонът е достигнал първия и по кое време е достигнал втория водороден атом “, споделя в изказване Свен Грундман, съавтор на проучването от Университета Рощок в Германия.
Това е време от двеста четиридесет и седем зептосекунди, с дребни отклонения според от дистанцията сред водородните атоми в молекулата в точния миг, в който фотонът е изстрелян. Измерването всъщност улавя скоростта на светлината в молекулата.
„ За първи път забелязахме, че електронната обвивка в молекулата не реагира на светлина на всички места по едно и също време “, споделя Дьорнер в изказването. „ Закъснението във времето настава, тъй като информацията в молекулата се популяризира единствено със скоростта на светлината. “
Резултатите от проучването са в детайли разказани на 16 октомври в списание Science.
