Фотон, пролетевший сквозь молекулу водорода, помог измерить самый короткий отрезок времени в истории
Ученые измерили самую короткую единицу времени: время, необходимое легкой частице, чтобы пересечь молекулу водорода.
Это время составляет 247 зептосекунд. Зептосекунда — это одна триллионная миллиардной секунды или десятичная точка, за которой следуют 20 нулей и 1.
Такая точность — огромный шаг вперед по сравнению с работой, получившей Нобелевскую премию 1999 года. В ней 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 требуются зептосекунды. Раньше исследователи уже измеряли временные периоды в зептосекундах: в 2016 году ученые использовали лазеры для измерения времени с шагом до 850 зептосекунд.
Физик Рейнхард Дернер из Университета Гёте в Германии и его коллеги сняли рентгеновские лучи из PETRA III на Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), ускорителе частиц в Гамбурге. Исследователи установили энергию рентгеновских лучей так, чтобы один фотон или частица света выбили два электрона из молекулы водорода.
Эти взаимодействия создали волновую картину, которая называется интерференционной картиной. Дернер и его коллеги смогли измерить ее с помощью реакционного микроскопа для реакционной спектроскопии иона импульса отдачи с холодной мишенью (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.
Это время составляет примерно 247 зептосекунд, с некоторым пространством для маневра, которое зависит от расстояния между атомами водорода внутри молекулы в тот момент, когда фотон пролетел мимо. Измерение по существу фиксирует скорость света внутри молекулы.
Узнайте, как вслед за фосфинами на Венере нашли глицин.
