Учёные измерили самую короткую единицу времени: время, частице света фотону, чтобы пересечь молекулу водорода. Это время, согласно материалу, опубликованному в журнале «Science», составляет 247 зептосекунд.

Зептосекунда — это одна триллионная миллиардной доли секунды и для её записи нужно после десятичной точки поместить 20 нулей и 1.

Для прохождения света через одиночную молекулу водорода (H2) требуются зептосекунды.

Самой короткой единицей времени из когда-либо измеренных стала зептосекунда.
Частица света фотон (желтая стрелка) вызывает электронные волны облака электронов (серый цвет) молекулы водорода (красный цвет: ядра атомов). Результатом этих взаимодействий является интерференционная картина (фиолетово-белая). Интерференционная картина смещена чуть вправо, что позволило учёным рассчитать время, за которое фотон перейдёт от одного атома к другому. Изображение: Sven Grundmann/Goethe University Frankfurt

Чтобы измерить длительность этого очень короткого путешествия, физик Рейнхард Дёрнер (Reinhard Dörner) из Университета Гете в Германии и его коллеги использовали рентгеновские лучи ускорителя частиц PETRA III в исследовательском центре Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) в Гамбурге.

Исследователи установили энергию рентгеновских лучей таким образом, чтобы один фотон выбивал из молекулы водорода два электрона. (Молекула водорода состоит из двух протонов и двух электронов). Фотон оттолкнул один электрон от молекулы, а затем другой — подобно камешку, прыгающему по поверхности воды.

Эти взаимодействия создали волновую картину, называемую интерференционной картиной, которую Дёрнер и его коллеги могли измерить с помощью реакционного микроскопа Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy (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.

«Поскольку мы знали пространственную ориентацию молекулы водорода, мы использовали интерференцию двух электронных волн, чтобы точно рассчитать, когда фотон достиг первого и второго атома водорода», — заявил Свен Грундманн (Sven Grundmann), соавтор исследования из Ростокского университета в Германии.

Каким же было время? 247 зептосекунд, с некоторым пространством для маневра, зависящим от расстояния между атомами водорода внутри молекулы именно в тот момент, когда фотон пролетает 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 потому, что информация внутри молекулы распространяется только со скоростью света.»

Понравилось? Тогда поделитесь с друзьями!

What's Your Reaction?

Возмутительно Возмутительно
0
Возмутительно
Сочувствую Сочувствую
0
Сочувствую
Супер Супер
0
Супер
Нравится Нравится
0
Нравится
Ха-ха Ха-ха
0
Ха-ха
Ух ты! Ух ты!
0
Ух ты!

Комментарии

- комментариев