Izmjeren najkraći vremenski interval ikada – 247 zeptosekundi

Njemački znanstvenici mjerili su koliko vremena fotonu treba da prijeđe udaljenost koju predstavlja jedna molekula vodika. Rezultat je svjetski rekord u mjerenju najkraćeg vremena do sada

Sandro Vrbanus ponedjeljak, 19. listopada 2020. u 13:10

Skupina znanstvenika s više njemačkih sveučilišta objavila je u najnovijem broju časopisa Science rad o svojem postignuću u mjerenju iznimno kratkih vremenskih intervala. Njihovo postignuće dobilo je status najkraćeg izmjerenog vremenskog intervala ikada, koji iznosi 247 zeptosekundi.

Što je zeptosekunda?

Zeptosekunda (zs) je trilijarditi dio sekunde.

Možemo je zapisati kao 0.000000000000000000001, odnosno 1x10−21 sekundi.

Prefiks zepto, koji označava faktor od1 0−21 prihvaćen je kao dio metričkog sustava 1991. godine. Ime je dobio prema latinskoj riječi septem (sedam) jer može biti predstavljen i zapisom oblika 1000-7.

Spomenuti znanstvenici do ovog su rekorda došli mjerenjem vremena koje je potrebno fotonu da, krećući se brzinom svjetlosti, prevali udaljenost koju predstavlja promjer jedne molekule vodika (H2). Mjerenje je obavljeno u Hamburgu, na ubrzivaču čestica DESY. Molekula vodika ozračena je X-zrakama na način da je jedan prema njoj poslani foton uspio iz molekule izbiti oba elektrona.

Najkraća izmjerena jedinica vremena

Budući da se elektroni ponašaju istodobno kao čestice i valovi, izbijanje elektrona zabilježeno je u obliku dva zasebna vala, koji su se spojili stvarajući uzorak interferencije valova. Analizom tog uzorka izmjereno je vrijeme koje je bilo potrebno fotonu da prijeđe put od jednog do dugog atoma molekule vodika – i ono iznosi 247 zeptosekundi (tj. 0.000000000000000000247 sekundi).

Proces je zabilježen elektronskim mikroskopom COLTRIMS kojim je utvrđena i orijentacija molekule vodika. Ovaj rad opisuje prvo ikada znanstveno opažanje koje je potvrdilo da elektronska ljuska u molekuli ne reagira na svjetlost istodobno u svim svojim dijelovima, već da se događa vremenska odgoda u toj reakciji. Kroz molekulu se, naime, informacije također prenose brzinom svjetlosti što znači da su atomi mogli na foton reagirati odvojeno, s vremenskim odmakom od 247 zeptosekundi.

Do ovog rada je najkraći izmjereni vremenski interval iznosio 850 zeptosekundi, kojeg su znanstvenici laserima izmjerili 2016. godine.