Ученые измерили самую короткую единицу времени

песочные часы вертикально фото

Зептосекунда — время, необходимое частице света, чтобы пересечь молекулу водорода

Зептосекунда — это одна триллионная миллиардной доли секунды, или десятичная точка, за которой следуют 21 ноль и 1. Раньше исследователи погружались в сферу зептосекунд — в 2016 году исследователи в журнале Nature Physics использовали лазеры для измерения времени с шагом до 850 зептосекунд, сообщает livescience.com.

Эта точность — огромный шаг вперед по сравнению с работой, получившей Нобелевскую премию 1999 г., в которой время впервые измерялось в фемтосекундах, которые составляют миллионные доли миллиардных долей секунды.

Для разрыва и образования химических связей требуются фемтосекунды, но для прохождения света через единственную молекулу водорода (H2) требуются зептосекунды. Чтобы измерить это очень короткое путешествие, физик Рейнхард Дёрнер из Университета Гете в Германии и его коллеги сняли рентгеновские лучи из PETRA III на Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), в ускорителе частиц в Гамбурге.

Исследователи установили энергию рентгеновских лучей так, чтобы один фотон или частица света выбили два электрона из молекулы водорода. (Молекула водорода состоит из двух протонов и двух электронов.) Фотон оттолкнул один электрон от молекулы, а затем другой, как камешек, прыгающий через вершину пруда.

Эти взаимодействия создали волновую картину, называемую интерференционной картиной, которую Дёрнер и его коллеги могли измерить с помощью инструмента, называемого реакционным микроскопом для реакционной спектроскопии иона импульса отдачи с холодной мишенью (COLTRIMS).

Этот инструмент по сути является очень чувствительным детектором частиц, который может регистрировать чрезвычайно быстрые атомные и молекулярные реакции. Микроскоп COLTRIMS регистрировал как интерференционную картину, так и положение молекулы водорода на протяжении всего взаимодействия.

Двести сорок семь зептосекунд, с некоторым пространством для маневра, зависящим от расстояния между атомами водорода внутри молекулы в точный момент, когда фотон пролетел мимо. Измерение по существу фиксирует скорость света внутри молекулы.

«Мы впервые заметили, что электронная оболочка в молекуле не реагирует на свет одновременно и повсюду», — говорится в заявлении Дёрнера. «Задержка по времени происходит из-за того, что информация внутри молекулы распространяется только со скоростью света».

Результаты были подробно описаны 16 октября в журнале Science.

Ранее мы писали про нобелевских лауреатов по физике.  Напомним, названы победители Нобелевской премии по медицине за 2020 год.

ТЭГИ:
comments powered by HyperComments