Ученые измерили самую короткую единицу времени: время, за которое легкая частица пересекает молекулу водорода.
Это время, для записи, составляет 247 зептосекунд. Зептосекунда — это одна триллионная миллиардной секунды или десятичная точка, за которой следуют 20 нулей и единица.
Раньше исследователи погружались в сферу зептосекунд; в 2016 году в журнале Nature Physics использовали лазеры для измерения времени с шагом до 850 зептосекунд.
Эта точность — огромный скачок по сравнению с работой, получившей Нобелевскую премию 1999 года, в которой время впервые измерялось в фемтосекундах, которые составляют миллионные доли миллиардных долей секунды.
Для разрыва и образования химических связей требуются фемтосекунды, но для прохождения света через единственную молекулу водорода (H2) требуются зептосекунды.
Чтобы зафиксировать это очень короткое путешествие, физик Рейнхард Дёрнер из Университета Гете в Германии и его коллеги применили рентгеновские лучи на ускорителе частиц в Гамбурге.
Исследователи установили энергию рентгеновских лучей так, чтобы один фотон или частица света выбили два электрона из молекулы водорода. (Молекула водорода состоит из двух протонов и двух электронов.) Фотон оттолкнул один электрон от молекулы, а затем другой, как камешек, скользящий по поверхности озера.
Эти взаимодействия создали волновую картину, называемую интерференционной, которую Дёрнер и его коллеги могли измерить с помощью инструмента, называемого реакционным микроскопом для реакционной спектроскопии иона импульса отдачи с холодной мишенью. Этот инструмент по сути является очень чувствительным детектором частиц, который может регистрировать чрезвычайно быстрые атомные и молекулярные реакции.
Микроскоп 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», — говорит Свен Грундманн, соавтор исследования в Университете Росток в Германии.
Время? Двести сорок семь зептосекунд, с некоторым пространством для маневра, зависящим от расстояния между атомами водорода внутри молекулы в точный момент, когда фотон пролетел 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 из-за того, что информация внутри молекулы распространяется только со скоростью света».
Результаты были подробно описаны 16 октября в журнале Science.
Статья опубликована Live Science.
Подключение пятого поколения или «5G» для сотовых технологий стало стандартом для сетей всего около пяти…
Каждую секунду через вас проходит около триллиона крошечных частиц, называемых нейтрино. Созданные во время Большого…
На ночной стороне экзопланеты Астролабос всегда темно и бурно.Там, в постоянной тени, обращенной в сторону…
Вы видели Солнце, но никогда не видели его таким. Этот единственный кадр из видео, снятого…
Аналог черной дыры может рассказать нам кое-что о неуловимом излучении, теоретически испускаемом реальной вещью.Использование цепочки…
Охота на неуловимую Девятую планету продолжается, и новое исследование утверждает, что располагает «самыми убедительными статистическими…