Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Как создаются корма для животных
Наука

Фотон, пролетевший сквозь молекулу водорода, помог измерить самый короткий отрезок времени в истории

National Geographic Россия
20 октября 2020
_-----.jpg
247 зептосекунд.

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.

«Поскольку мы знали пространственную ориентацию молекулы водорода, мы использовали интерференцию двух электронных волн, чтобы точно рассчитать, когда фотон достиг первого и второго атома водорода», — Свен Грундманн, соавтор исследования из Университета Росток в Германии.

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.

рекомендации
Вода

Что такое «Речной дозор» и чем там занимаются школьники

Вода

Как использовать воду экологично: 10 простых советов

Карта, Россия

Россия из дома: фотосборник по итогам конкурса «National Geographic Россия»

None