forskare har mätt den kortaste tidsenheten någonsin: den tid det tar en lätt partikel att korsa en vätemolekyl.
den tiden, för posten, är 247 zeptosekunder. En zeptosekund är en trillionth av en miljarddel av en sekund, eller en decimalpunkt följt av 20 nollor och en 1. Tidigare hade forskare doppat in i zeptoseconds rike; i 2016 använde forskare som rapporterade i tidskriften Nature Physics lasrar för att mäta tid i steg ner till 850 zeptosekunder., Denna noggrannhet är ett stort steg från 1999 års nobelprisbelönta arbete som först mätte tiden i femtosekunder, vilket är en miljontedel av en miljard sekunder.
det tar femtosekunder för kemiska bindningar att bryta och bilda, men det tar zeptosekunder för ljus att resa över en enda vätemolekyl (H2). För att mäta denna mycket korta resa sköt fysikern Reinhard Dörner från Goethe-universitetet i Tyskland och hans kollegor röntgenstrålar från PETRA III vid Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), en partikelaccelerator i Hamburg.,
relaterat: den mystiska fysiken hos 7 vardagliga saker
forskarna ställer in röntgenstrålarnas energi så att en enda foton eller ljuspartikel slog de två elektronerna ur vätemolekylen. (En vätemolekyl består av två protoner och två elektroner.) Fotonen studsade en elektron ur molekylen, och sedan den andra, lite som en sten som hoppar över toppen av en damm., Dessa interaktioner skapade ett vågmönster som kallas ett interferensmönster, vilket Dörner och hans kollegor kunde mäta med ett verktyg som kallas ett Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy (COLTRIMS) – reaktionsmikroskop. Detta verktyg är i huvudsak en mycket känslig partikeldetektor som kan spela in extremt snabba atomära och molekylära reaktioner. COLTRIMS-mikroskopet registrerade både interferensmönstret och vätemolekylens position under hela interaktionen.,
”eftersom vi visste den rumsliga orienteringen av vätemolekylen använde vi interferensen av de två elektronvågorna för att exakt beräkna när fotonen nådde den första och när den nådde den andra väteatomen,” Sven Grundmann, en studiekoauthor vid universitetet i Rostock i Tyskland, sade i ett uttalande.
den tiden? Tvåhundra fyrtiosju zeptosekunder, med lite vicka rum beroende på avståndet mellan väteatomerna inom molekylen vid det exakta ögonblicket fotonen bevingade av., Mätningen är i huvudsak fånga ljusets hastighet inom molekylen.
”Vi observerade för första gången att elektronskalet i en molekyl inte reagerar på ljus överallt samtidigt”, sa Dörner i uttalandet. ”Tidsfördröjningen uppstår eftersom information inom molekylen endast sprider sig vid ljusets hastighet.”
resultaten var detaljerade oktober. 16 i tidskriften Science.
Redaktörens anmärkning: Den här historien uppdaterades för att korrigera värdet på zeptosecond. Det är en decimalpunkt följt av 20 nollor och en 1, inte 21 nollor.,
ursprungligen publicerad på Live Science.
Lämna ett svar