Digital Tהינק Tקרסול (DTT)

שניות שניות. מדענים מדדו את משך הזמן הקצר ביותר בהיסטוריה

צוות מדענים גרמני מדד את מעברם של פוטונים דרך מולקולת המימן. זו המדידה הקצרה ביותר של תקופת זמן עד כה והיא מתבטאת בזפטו שניות או טריליוני שניות. פיסיקאים מאוניברסיטת יוהן וולפגנג גתה בפרנקפורט מדדו כיצד בשיתוף פעולה עם מדענים ממכון פריץ הבר בברלין ו- DESY בהמבורג ארכו דרוש פוטון כדי לחצות חלקיק מימן. התוצאה שהם השיגו היא 247 זפטוסניות למשך אורך הקשר הממוצע של החלקיק. זהו פרק הזמן הקצר ביותר שנמדד עד כה.

התוצאות מתפרסמות במגזין "מדע"מתואר בפירוט. (https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.abb9318)

מקור תמונה: "https://aktuelles.uni-frankfurt.de/englisch/physics-zeptoseconds-new-world-record-in-short-time-measurement/"

די צייט

בעבודתו שזכתה בפרס נובל לשנת 1999, הכימאי המצרי אחמד זוואיל מדד את המהירות שבה חלקיקים משנים צורה. באמצעות הבזקי לייזר אולטרה-מהירים הוא גילה כי היווצרות ושבירת קשרים כימיים מתרחשת בתחום הפמטו-שנייה. שנייה שנייה שווה למיליארד שנייה (0,0000000000000000001 שנייה, 10E-15 שניות).

אך פיסיקאים גרמנים חקרו תהליך קצר בהרבה מהפנטו-שנייה. הם מדדו כמה זמן לוקח לפוטון לחדור למולקולת מימן. המדידות הראו כי מסע הפוטון אורך 247 זפטוסניות למשך אורך הקישור הממוצע של החלקיקים, ואחד הזפטוזי שווה לטריליון שנייה (0,00000000000000000000001 שנייה, 10E-21).

ההקלטה הראשונה של תופעה קצרה כל כך הייתה בשנת 2016. או אז תפסו מדענים את האלקטרון ששוחרר מקשרי אטום ההליום המקורי. הם העריכו כי לולאה זו נמשכת 850 זפטו שניות. תוצאות המדידות הללו הופיעו בכתב העת "Nature Physics".

שניות שניות



על מנת למדוד את מסע הפוטונים הקצר ביותר הזה דרך מולקולת המימן (H2), הפיזיקאי ריינהרד דורנר מאוניברסיטת יוהן וולפגנג גתה ועמיתיו הקליטו צילומי רנטגן במאיץ PETRA III ב- DESY (סינכרוטרון אלקטרונים גרמני) בהמבורג. המדענים כוונו את אנרגיית הרנטגן כך שפוטון יחיד דפק את שני האלקטרונים מחלקיק המימן. הראשון נפלט והתפתח גל, אליו הצטרף גל של האלקטרון השני לאחר זמן קצר ביותר. הפוטון התנהג כמו חלוק אבן שטוח שמרכיב מעל פני המים ובמקרה זה קופץ פעמיים על גלים.

המדענים מדדו את דפוס ההפרעה של האלקטרון הנפלט הראשון בעזרת הכלי COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy), מצלמה המציגה תהליכים מהירים במיוחד באטומים ובחלקיקים. במקביל לתמונת ההפרעה, התקן COLTRIMS הצליח לקבוע את מיקומה של מולקולת המימן במהלך האינטראקציה.

- כפי שידענו את האוריינטציה המרחבית של מולקולת המימן, השתמשנו בהפרעה של שני גלי אלקטרונים כדי לחשב בדיוק מתי הגיע הפוטון לאטום המימן הראשון והשני ", אומר סוון גרונדמן מאוניברסיטת רוסטוק, גרמניה, מחבר שותף. של המחקר.
לקח לפוטון לעבור בין האטומים 247 שניות שנייה. - לראשונה ראינו כי אלקטרונים במולקולה לא תמיד מגיבים לאור בו זמנית. העיכוב מתרחש מכיוון שהמידע במולקולה מתפשט רק במהירות האור ", מסביר דורנר.