Ученые измерили наименьшую единицу времени в истории
Многие физические и химические явления происходят так быстро, что при помощи обычных измерительных приборов зафиксировать их просто невозможно. Долгое время фемтосекунда считалась самой маленькой единицей времени, однако новые эксперименты позволили получить еще более впечатляющие результаты.
Известный химик Ахмед Зеваил в 1999 году получил Нобелевскую премию за измерение скорости, с которой молекулы меняют свою форму. Величина была названа фемтосекундой и, согласно расчетам, равна 0,000000000000001 секунде или 10 в -15 степени. Еще выше поднять планку удалось физикам из Университета Гете во Франкфурте и их коллегам из Берлина и Гамбурга. Так, они выяснили, сколько времени требуется фотону, чтобы пересечь молекулу водорода.
Фотон (желтый) производит электронные волны из электронного облака (серый) молекулы водорода (красные ядра), которые интерферируют друг с другом (фиолетово-белый)
Как оказалось, на это требуется около 247 зептосекунд. Одна зептосекунда равняется одной триллионной миллиардной секунды или 10 в -21 степени секунды. По словам ученых, это самый короткий промежуток времени, который был успешно измерен человеком.
Поскольку электроны ведут себя как частицы и волны одновременно, выброс первого электрона привел к запуску волн сначала в одном, а затем во втором атоме молекулы водорода. Исследователи рассказали, что поведение фотона было похоже на то, что делает плоский камешек, скользящий по воде. В ходе измерения интерференционной картины с помощью реакционного микроскопа Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy (COLTRIMS), сверхчувствительного детектора частиц, исследователям удалось зафиксировать сверхбыстрые реакционные процессы в атомах и молекулах.
«Поскольку мы знали пространственную ориентацию молекулы водорода, то использовали интерференцию двух электронных волн, чтобы точно рассчитать, когда фотон достиг первого и второго атома водорода», - делятся итогами работы исследователи.
Отметим, что недавно ученым удалось запечатлеть полет фотонов, используя камеру со скоростью в триллионы кадров в секунду.
