کوچک ترین واحد زمانی اندازه گیری شد - مجله جغتای

به گزارش ایسنا و به نقل از آی ای، در سال 1999، احمد زوئیل شیمیدان مصری به دلیل اندازه گیری سرعت تغییر شکل مولکول ها پیروز به دریافت جایزه نوبل شد و فمتوشیمی (femtochemistry) را پایه گذاری کرد. اندازه گیری های وی در مقیاس فمتوثانیه انجام شد. یک فمتوثانیه برابر با 0.00000000000000001 ثانیه یا 10 به توان منفی 15 ثانیه است.

اکنون تقریباً دو دهه پس از این اتفاق، فیزیکدانان اتمی دانشگاه گوته به سرپرستی پروفسور رینهارد دورنر برای اولین بار فرآیندی را محاسبه کرده اند که کوتاه تر از فمتوثانیه است و آن، اندازه گیری مدت زمان عبور یک فوتون از یک مولکول هیدروژن است.

این کوتاه ترین مدت زمانی است که تا به امروز در یک فرآیند اندازه گیری شده است و حدوداً 247 زپتوثانیه (zeptosecond) معادل 10 به توان منفی 21 ثانیه است.

دانشمندان برای دستیابی به این هدف، با یک لیزر اشعه ایکس از منبع لیزر اشعه ایکس PETRA III در تأسیسات شتاب دهنده هامبورگ موسوم به DESY، اشعه ایکس را به یک مولکول هیدروژن تاباندند. آن ها آن را طوری تنظیم کردند که یک فوتون برای بیرون انداختن هر دو الکترون مولکول هیدروژن کافی باشد.

دانشمندان سپس الگوی تداخل اولین الکترون خارج شده را با استفاده از میکروسکوپ واکنشی COLTRIMS محاسبه کردند. این دستگاه تا حدی توسط دانشگاه دورنر ساخته شده است و باعث می شود فرآیند های واکنشی فوق العاده سریع در اتم ها و مولکول ها قابل مشاهده باشند.

اسون گراندمن از محققان این مطالعه توضیح داد: از آنجا که از جهت فضایی مولکول هیدروژن اطلاع داشتیم، از تداخل دو موج الکترون برای محاسبه دقیق زمان رسیدن فوتون به اولین و زمان رسیدن به دومین اتم هیدروژن استفاده کردیم و دریافتیم که این فرآیند بسته به فاصله دو اتم در مولکول از نظر نوری تا 247 زپتوثانیه طول می کشد.

وی افزود: ما برای اولین بار مشاهده کردیم که پوسته الکترونی در یک مولکول به طور همزمان در همه جا به نور واکنش نشان نمی دهد و تاخیر زمانی رخ می دهد، زیرا اطلاعات درون مولکول فقط با سرعت نور گسترش می یابد.

این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.