Oamenii de știință au măsurat cel mai scurt interval de timp înregistrat vreodată, urmărind cât durează ca lumină să străbată o moleculă de hidrogen, potrivit NBC News.
Călătoria ultra-rapidă a durat 247 de zeptosecunde, potrivit unei echipe de cercetători germani, cu o zeptosecundă reprezentând o trilionime de miliardime de secundă. Acest lucru este echivalent cu numărul 1 dupa ”.” și 20 de zerouri.
Descoperirile reprezintă punctul culminant al eforturilor globale de măsurare a intervalelor de timp din ce în ce mai scurte în fizică și oferă oamenilor de știință o modalitate de a măsura cu precizie modificările atomice prin ceea ce este cunoscut sub numele de efect fotoelectric.
Albert Einstein a propus o teorie a efectului fotoelectric în 1905, descriind fenomenul în care electronii pot fi expulzați din atomi după ce sunt loviți de lumină.
În 1999, un chimist egiptean, Ahmed Zewail, a folosit impulsuri laser ultra-scurte pentru a observa modul în care moleculele își schimbă forma. Zewail, care avea să câștige un premiu Nobel pentru cercetările sale, a măsurat aceste modificări minuscule în femtosecunde; o femtosecundă este o milionime dintr-o miliardime de secundă.
Legăturile chimice se rup și se formează în femtosecunde, dar lumina străbate o singură moleculă de hidrogen (H2) în zeptosecunde, intervale de timp mult mai mic
Acum, oamenii de știință de la Universitatea Goethe din Frankfurt, Institutul Fritz Haber al Societății Max Planck din Berlin și specialiștii de la DESY, un accelerator de particule din Hamburg, au măsurat o diviziune a timpului și mai scurtă. Rezultatele lor au fost publicate pe 16 octombrie în revista Science.
Cercetătorii au tras razele X de pe acceleratorul PETRA III către o moleculă de hidrogen (H2), care este formată din doi protoni și doi electroni. Oamenii de știință au spus că au folosit o singură particulă de lumină sau un foton pentru a elibera electronii. Apoi au folosit explozii rapide dintr-un al doilea laser aproape în infraroșu pentru a detecta interacțiunile ulterioare.
Fotonul a scos primul electron din moleculă, iar apoi pe celălalt, ”cam ca o piatră care sare pe suprafața unui iaz”. Aceste interacțiuni au creat un tipar de undă numit model de interferență, pe care specialiștii l-au măsurat cu un instrument numit microscop de reacție COLTRIMS.
„De vreme ce cunoșteam orientarea spațială a moleculei de hidrogen, am folosit interferența celor două unde de electroni pentru a calcula cu exactitate când fotonul a ajuns la primul și când a ajuns la al doilea atom de hidrogen”, a declarat Sven Grundmann de la Universitatea Goethe, a cărui disertație stă la baza noului studiu.
De la început până la sfârșit, fotonul a avut nevoie de 247 de zeptosecunde pentru ca să traverseze molecula de hidrogen, deși există unele variații în funcție de cât de departe sunt atomii din molecula de hidrogen atunci când sunt loviți de foton, potrivit lui Grundmann.
