Zeptosecond کوتاهترین واحد زمانی که تاکنون اندازه گیری شده است

• توسط : صادق
• در : ۱۳۹۹-۰۸-۰۱
• در : اخبار علمی و آموزشی

دانشمندان کوچکتربن واحد زمان را اندازه گیری کرده اند: مدت زمان عبور نور از یک مولکول هیدروژن (H2) که برابر با ۲۴۷ zeptosecond است.

یک zeptosecond برابر است با یک تریلیونم یک میلیاردم یک ثانیه! به عبارت دیگر ۲۰ صفر و یک بعد از اعشار (یک دهم * ۱۰ به توان منفی ۲۰). پیش از این نیز محققان به واحد زپتوسکوند رسیده بودند. در سال ۲۰۱۶، محققان در ژورنال Nature Physics گزارش دادند که از لیزر برای اندازه گیری زمان ۸۵۰ زپتوسکوند استفاده کرده اند. این دقت یک جهش بزرگ از زمان جایزه نوبل سال ۱۹۹۹ است که برنده آن، femtoseconds را اندازه گیری کرده است. یک میلیونم یک میلیاردم یک ثانیه.

برای تشکیل و شکستن پیوند های شیمیایی، از واحد femrosecond و بری عبور نور از یک مولکول هیدروژن (H2) از واحد zeptosecond استفاده می شود. برای اندازه گیری این سفر بسیار کوتاه، فیزیک دان Reinhard Dorner از دانشگاه گوته در آلمان و همکارانش، اشعه ایکس را از PETRA III به Deutsches Elekteronen-Synchrotron، یک شتاب دهنده ذرات در هامبورگ، شلیک کردند.

پژوهشگران انرژی پرتو های X را طوری تنظیم کردند که یک فوتون (ذرات تشکیل دهنده نور) دو الکترون را از مولکول هیدروژن خارج کردند. (یک مولکول هیدروژن از دو پروتون و دو الکترون تشکیل شده است). فوتون ابتدا یک الکترون و سپس دیگری را به نوبت به بیرون پراند. این فعل و انفعالات یک الگوی موجی به نام الگوی تداخل ایجاد کرد که دورنر و همکارانش می توانند با ابزاری به نام Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy (COLTRIMS) اندازه گیری کنند. این ابزار اساسا یک آشکار ساز ذرات بسیار حساس است که می تواند واکنش های اتمی و مولکولی بسیار سریع را ثبت کند. میکروسکوپ COLTRIMS هر دو الگوی تداخل و موقعیت مولکول هیدروژن را در طول تعامل ثبت کرد.

بیشتر بخوانید : سیاه چاله ها ، کلید سفر در زمان

Sven Grundman، یک از پزوهشگران، اظهار داشت که: “از آنجا که جهت مکانی مولکول هیدروژن را می دانستیم، از تداخل دو موج الکترون برای محاسبه دقیق زمان رسیدن فوتون به اولین و دومین اتم هیدروژن استفاده کردیم.” همانطور که در ابتدای مطلب گفتیم، مدت زمان آن برابر با ۲۴۷ زپتوسکوند است. این دقیقا همان سرعت نور در مولکول هیدروژن است.

دورنر افزود: “ما برای اولین بار مشاهده کردیم که پوسته الکترون در یک مولکول در همه جا به طور همزمان واکنش نشان نمی دهد. تأخیر زمانی به دلیل آن است که ذرات درون مولکول با سرعت نور منتشر می شوند.”