22ΟΣ ΑΙΩΝΑΣ
19/10/2020 13:07 EEST

Σε διάστημα ζεπτοδευτερολέπτων: Το μικρότερο χρονικό διάστημα που έχει καταγραφεί ποτέ

Ο χρόνος μετάδοσης του φωτός μέσα σε ένα μόριο.

Sven Grundmann, Goethe University Frankfurt
.

Φυσικοί του Πανεπιστημίου Γκαίτε της Φρανκφούρτης, σε συνεργασία με ερευνητές του DESY στο Αμβούργο και του Ινστιτούτου Φριτς- Χάμπερ στο Βερολίνο, κατάφεραν να καταγράψουν το μικρότερο χρονικό διάστημα που έχει καταγραφεί ως τώρα- μια διαδικασία στο «βασίλειο» των ζεπτοδευτερολέπτων (zeptosecond- το ένα τρισεκατομμυριοστό του ενός δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου): Πρόκειται για χρόνο μετάδοσης του φωτός μέσα σε ένα μόριο.

Το 1999 ο Αιγύπτιος χημικός Αχμέντ Ζεβαΐλ είχε κερδίσει βραβείο Νόμπελ για τη μέτρηση της ταχύτητας με την οποία τα μόρια αλλάζουν σχήμα. Ο ίδιος ίδρυσε την αποκαλούμενη φεμτοχημεία, χρησιμοποιώντας εξαιρετικά σύντομους παλμούς/ λάμψεις λέιζερ: Ο σχηματισμός και η διάσπαση χημικών δεσμών λαμβάνουν χώρα σε κλίμακα φεμτοδευτερολέπτων (femtoseconds). Ένα φεμτοδευτερόλεπτο αντιστοιχεί σε 0.000000000000001 δευτερόλεπτα, ή 10-15 (10 εις την -15η) δευτερόλεπτα.

Ατομικοί φυσικοί στο Πανεπιστήμιο Γκαίτε, στην ομάδα του καθηγητή Ράινχαρντ Ντέρνερ, μελέτησαν για πρώτη φορά μια διαδικασία που είναι συντομότερη κατά πολύ από τα φεμτοδευτερόλεπτα: Αυτό που έκαναν ήταν να μετρήσουν πόσο χρόνο χρειάζεται ένα φωτόνιο για να διασχίσει ένα μόριο υδρογόνου: Περίπου 247 ζεπτοδευτερόλεπτα για το μέσο μήκος ενός τέτοιου μορίου- το μικρότερο χρόνικό διάστημα που έχει μετρηθεί επιτυχώς ως τώρα.

Οι επιστήμονες πραγματοποίησαν τη μέτρηση σε ένα μόριο υδρογόνου (Η2) το οποίο χτύπησαν με ακτίνες Χ με το όργανο PETRA III στο DESY, στο Αμβούργο. Όπως εξήγησε ο καθηγητής Ντέρνερ, «παρατηρήσαμε για πρώτη φορά πως το κέλυφος ηλεκτρονίων σε ένα άτομο δεν αντιδρά στο φως παντού ταυτόχρονα. Η χρονοκαθυστέρηση λαμβάνει χώρα επειδή η πληροφορία εντός του μορίου εξαπλώναται μόνο με την ταχύτητα του φωτός».