Russian
German
Arabic
Azerbaijani
Chinese (Traditional)
English
Esperanto
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Polish
Portuguese
Romanian
Russian
SpanishЗептосекунды. Ученые измерили самый короткий промежуток времени в истории
Группа немецких ученых измерила прохождение фотонов через молекулу водорода. Это самое короткое измерение периода времени до сих пор и выражается в зептосекундах или триллионах секунд. Физики из Университета Иоганна Вольфганга Гете во Франкфурте измерили, как в сотрудничестве с учеными из Института Фрица Габера в Берлине и DESY в Гамбурге долго фотон проходит через частицу водорода. В результате они получили 247 зептосекунд для средней длины связи частицы. Это самый короткий промежуток времени, который был измерен до сих пор.
Результаты опубликованы в журнале "Наука"подробно описано. (https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.abb9318)
Источник изображения: "https://aktuelles.uni-frankfurt.de/englisch/physics-zeptoseconds-new-world-record-in-short-time-measurement/"
Die Zeit
В своей работе, получившей Нобелевскую премию 1999 года, египетский химик Ахмед Зеваил измерил скорость, с которой частицы меняют форму. Используя ультракороткие лазерные вспышки, он обнаружил, что образование и разрыв химических связей происходит в фемтосекундном диапазоне. Фемтосекунда равна одной миллиардной доли секунды (0,0000000000000000001 секунда, 10E-15 секунд).
Но немецкие физики исследовали процесс, который намного короче фемтосекунды. Они измерили, сколько времени нужно фотону, чтобы проникнуть в молекулу водорода. Измерения показали, что путешествие фотона занимает 247 зептосекунд для средней длины связывания частицы, а одна зептосекунда равна одной триллионной секунды (0,00000000000000000000001 секунда, 10E-21).
Впервые явление столь короткой продолжительности было зафиксировано в 2016 году. Именно тогда ученые захватили электрон, освобожденный от связей исходного атома гелия. По их оценкам, этот цикл длился 850 зептосекунд. Результаты этих измерений опубликованы в журнале «Nature Physics».
Зептосекунды
Чтобы измерить это чрезвычайно короткое путешествие фотона через молекулу водорода (H2), физик Райнхард Дёрнер из Университета Иоганна Вольфганга Гете и его коллеги записали рентгеновские лучи на ускорителе PETRA III в DESY (немецкий электронный синхротрон) в Гамбурге. Ученые отрегулировали энергию рентгеновского излучения так, чтобы один фотон выбил оба электрона из частицы водорода. Первый был выброшен, и была создана волна, к которой через чрезвычайно короткое время присоединилась волна второго электрона. Фотон вел себя как плоский камешек, который рикошетом отскакивал от поверхности воды и в этом случае дважды прыгал по волнам.
Ученые измерили интерференционную картину первого выброшенного электрона с помощью инструмента COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy), камеры, которая показывает сверхбыстрые процессы в атомах и частицах. Одновременно с интерференционным изображением прибор COLTRIMS смог определить положение молекулы водорода во время взаимодействия.
- Поскольку мы знали пространственную ориентацию молекулы водорода, мы использовали интерференцию двух электронных волн, чтобы точно вычислить, когда фотон достиг первого и второго атома водорода, - говорит Свен Грундманн из Университета Ростока, Германия, соавтор. исследования.
Фотон прошел между атомами за 247 зептосекунд. - Впервые мы заметили, что электроны в молекуле не всегда одновременно реагируют на свет. Задержка возникает из-за того, что информация в молекуле распространяется только со скоростью света », - объясняет Дёрнер.