wetenschappers hebben de kortste tijdseenheid ooit gemeten: de tijd die een lichtdeeltje nodig heeft om een waterstofmolecuul te kruisen.
deze tijd is 247 zeptoseconden. Een zeptoseconde is een biljoenste van een miljardste van een seconde, of een komma gevolgd door 20 nullen en een 1. Eerder hadden onderzoekers ondergedompeld in het rijk van zeptoseconden; in 2016, onderzoekers rapportage in het tijdschrift Nature Physics gebruikt lasers om de tijd te meten in stappen tot 850 zeptoseconden., Deze nauwkeurigheid is een enorme sprong van het in 1999 bekroonde werk dat Voor het eerst de tijd meet in femtoseconden, wat miljoenste van een miljardste seconde is.
Het heeft femtoseconden nodig om chemische bindingen te breken en te vormen, maar het heeft zeptoseconden nodig om licht over een enkel waterstofmolecuul (H2) te laten reizen. Om deze zeer korte reis te meten, fotografeerde natuurkundige Reinhard Dörner van de Goethe Universiteit in Duitsland en zijn collega ’s röntgenfoto’ s van de PETRA III bij Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), een deeltjesversneller in Hamburg.,
gerelateerd: de mysterieuze fysica van 7 alledaagse dingen
de onderzoekers stelden de energie van de röntgenstralen zo in dat een enkel foton, of lichtdeeltje, de twee elektronen uit het waterstofmolecuul sloeg. (Een waterstofmolecuul bestaat uit twee protonen en twee elektronen.) Het foton stuiterde een elektron uit het molecuul, en dan het andere, een beetje als een kiezelsteen die over de top van een vijver springt., Deze interacties creëerden een golfpatroon, een interferentiepatroon genaamd, dat Dörner en zijn collega ‘ s konden meten met een instrument genaamd Een Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy (COLTRIMS) reactiemicroscoop. Deze tool is in wezen een zeer gevoelige deeltjesdetector die extreem snelle atomaire en moleculaire reacties kan registreren. De COLTRIMS microscoop registreerde zowel het interferentiepatroon als de positie van de waterstofmolecule door de interactie.,”aangezien we de ruimtelijke oriëntatie van het waterstofmolecuul kenden, gebruikten we de interferentie van de twee elektrongolven om precies te berekenen wanneer het foton het eerste en het tweede waterstofatoom bereikte,” zei Sven Grundmann, een studiecoauteur aan de Universiteit van Rostock in Duitsland, in een verklaring.
die tijd? Tweehonderd zevenenveertig zeptoseconden, met enige speelruimte afhankelijk van de afstand tussen de waterstofatomen in het molecuul op het exacte moment dat het foton gevleugeld door., De meting vangt hoofdzakelijk de snelheid van licht binnen de molecule.
” we merkten voor het eerst dat de elektronenschil in een molecuul niet overal tegelijk op licht reageert,” zei Dörner in de verklaring. “De vertraging treedt op Omdat informatie in het molecuul zich alleen verspreidt met de snelheid van het licht.”
de resultaten waren gedetailleerd okt. 16 in het tijdschrift Science.
Noot van de redactie: Dit verhaal is bijgewerkt om de waarde van de zeptoseconde te corrigeren. Het is een decimaal punt gevolgd door 20 nullen en een 1, niet 21 nullen.,
oorspronkelijk gepubliceerd op Live Science.
Geef een reactie