Zinātnieki mēra visu laiku īsāko laika ilgumu: septosekundes

(Svens Grundmans, Frankfurtes Gētes Universitāte)

Zinātnieki ir izmērījuši visu laiku īsāko laika vienību: laiku, kas nepieciešams, lai gaismas daļiņa šķērsotu a ūdeņradis molekula.

Šis laiks rekorda ziņā ir 247 zeptosekundes. Zeptosekunde ir sekundes miljarddaļas triljonā daļa jeb decimālpunkts, kam seko 20 nulles un 1.

Iepriekš pētnieki bija iegremdējuši zeptosekundes; 2016. gadā, pētnieki ziņo žurnālā Dabas fizika izmantoja lāzerus, lai mērītu laiku ar soli līdz 850 zeptosekundēm.



Šī precizitāte ir milzīgs lēciens no 1999. gada Nobela prēmijas laureāta darba, kurā pirmo reizi laiks tika mērīts femtosekundēs, kas ir sekundes miljondaļas no miljarddaļām.

Ir nepieciešamas femtosekundes, lai ķīmiskās saites pārtrūktu un izveidotu, bet ir nepieciešamas zeptosekundes, lai gaisma pārvietotos pa vienu ūdeņraža molekulu (H2).

Lai izmērītu šo ļoti īso ceļojumu, fiziķis Reinhards Dērners no Gētes universitātes Vācijā un viņa kolēģi šāva rentgenstari no PETRA III Vācijas Electron Synchrotron (DESY), daļiņu paātrinātājā Hamburgā.

Pētnieki iestatīja rentgenstaru enerģiju tā, ka viens fotons vai gaismas daļiņa izsita divus elektronus no ūdeņraža molekulas. (Ūdeņraža molekula sastāv no diviem protoniem un diviem elektroniem.) Fotons izlēca no molekulas vienu elektronu, bet pēc tam otru — mazliet kā akmentiņš, kas slīd pāri dīķa virsotnei.

Šīs mijiedarbības radīja viļņu modeli, ko sauc par traucējumu modeli, ko Dērners un viņa kolēģi varēja izmērīt ar rīku, ko sauc par Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy (COLTRIMS) reakcijas mikroskopu. Šis rīks būtībā ir ļoti jutīgs daļiņu detektors, kas var reģistrēt ārkārtīgi ātras atomu un molekulārās reakcijas.

COLTRIMS mikroskops reģistrēja gan traucējumu modeli, gan ūdeņraža molekulas stāvokli visā mijiedarbības laikā.

'Tā kā mēs zinājām telpisko orientāciju ūdeņraža molekula , mēs izmantojām divu elektronu viļņu traucējumus, lai precīzi aprēķinātu, kad fotons sasniedza pirmo un kad tas sasniedza otro ūdeņraža atomu,” Svens Grundmans, pētījuma līdzautors Rostokas Universitātē Vācijā, teikts paziņojumā .

Tajā laikā? Divsimt četrdesmit septiņas zeptosekundes ar zināmu svārstību telpu atkarībā no attāluma starp ūdeņraža atomiem molekulā precīzā brīdī, kad fotona spārnots. Mērījums būtībā ir gaismas ātruma noteikšana molekulā.

(Svens Grundmans/Frankfurtes Gētes Universitāte)

ATTĒLS: Gaismas daļiņa, ko sauc par fotonu (dzeltenā bultiņa), rada elektronu viļņus no ūdeņraža molekulas elektronu mākoņa (pelēka) (sarkans: kodols). Šīs mijiedarbības rezultāts ir tā sauktais traucējumu modelis (violeti balts). Interferences modelis ir nedaudz šķībs pa labi, ļaujot pētniekiem aprēķināt laiku, kad fotons nokļūst no viena atoma uz nākamo.

'Mēs pirmo reizi novērojām, ka elektronu apvalks molekulā nereaģē uz gaismu visur vienlaikus,' teikts Dērnera paziņojumā. 'Laika aizkave rodas tāpēc, ka informācija molekulā izplatās tikai ar gaismas ātrumu.'

Rezultāti tika detalizēti publicēti 16. oktobrī žurnālā Zinātne .

Šo rakstu sākotnēji publicēja Dzīvā zinātne . Izlasi oriģinālo rakstu šeit .

Populārākas Kategorijas: Neklasificēts , Tech , Skaidrotājs , Vidi , Veselība , Cilvēkiem , Telpa , Fizika , Viedoklis , Daba ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.