Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Экспедиция «9 легенд Русского Севера»
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
Ноутбук, компьютер

На что способен ASUS Zenbook Flip S? Рассказывает фотограф Иван Куринной

Фотоаппарат generic icon

Выходные в Рязанской области: куда пойти и чем заняться

Вопросительный знак, вопрос

Безопасно ли оставаться дома? Устраиваем детокс для своей квартиры