Es gibt einen neuen Rekord für die kürzeste Zeitmessung: Wie lange braucht Licht, um ein Wasserstoffmolekül zu durchqueren
Um kleine Zeitunterschiede zu messen, braucht man eine wirklich winzige Uhr, und Forscher in Deutschland haben die kleinste bekannte Uhr entdeckt: ein einzelnes Wasserstoffmolekül. Mit der Lichtstrecke über die Länge dieses Moleküls haben diese Wissenschaftler das kleinste Zeitintervall aller Zeiten gemessen: 247 Zeptosekunden. Sie wissen nicht, was ein „zepto“ ist? Weiter lesen…
Wenn ein bisschen Licht, Photon genannt, trifft ein Atom mit genügend Energie , kann es das Elektron aus diesem Atom werfen und es fliegen lassen. Wenn wir diese Situation in einem Labor sorgfältig einrichten, können wir das aus dem Atom schießende Elektron messen und daraus schließen, wann es den großen Kick durch das einfallende Photon bekommen hat.
Mit mehr als einem Elektron können Sie diese Anordnung in eine winzige, sehr schnelle Uhr verwandeln. Das Photon trifft auf ein Elektron und dann auf das andere, und zwar Messung der Verzögerung zwischen ausgehenden Elektronen , können wir die Zeit messen, die das Photon benötigt, um innerhalb des Moleküls von einem Elektron zum anderen zu wandern.
Dafür bauen Wissenschaftler seit Jahren verschiedene Atomapparate und finden dabei immer kleinere Uhren. Dies ist kürzlich einem Team der Goethe-Universität in Deutschland mit nur einem einzigen Wasserstoffmolekül (H2): zwei Protonen, die sich zwei Elektronen teilen.
Mit einem Röntgenstrahl am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY), einem Teilchenbeschleuniger in Hamburg, beobachtete das Team die leichten zeitlichen Unterschiede, wenn die beiden Elektronen beim Beschuss mit Röntgenstrahlen aus dem Molekül rasten. wie in der Oktoberausgabe von Science . berichtet .
Von dort aus konnten sie die Zeit berechnen, die die Röntgenphotonen brauchten, um von einem Ende des Moleküls zum anderen zu springen. Und dieser Zeitunterschied betrug kaum etwas: 247 Zeptosekunden. Eine Zeptosekunde ist ein Billionstel einer Milliardstel Sekunde.
Wenn Sie das ausgeschrieben haben möchten (und ich weiß, dass Sie es tun), sieht das so aus: 0,00000000000000000247 Sekunden.
Es ist ein neuer Weltrekord für das kürzeste jemals aufgezeichnete Zeitintervall, und weitere Arbeiten auf diesem Gebiet helfen uns, die detaillierten Strukturen von Molekülen und ihre Beziehung zu einfallenden Photonen zu verstehen, die überall von der Chemie bis zur Kernkraft Anwendung finden.