Cik ātri fotons šķērso molekulu? Zinātnieki izmērījuši līdz šim īsāko laika vienību
Foto: Shutterstock

Skriešanā uzvarētāju no otrās vietas ieguvēja nereti šķir vien sekundes desmitdaļas vai pat simtdaļas. Autosportā cīņas iznākumu reizēm izšķir tūkstošdaļas. Ķīmiskās saites veidojas femtosekundēs jeb sekundes kvadriljonajās daļās, un šīs laika vienības pirmo reizi eksperimentāli izmērītas 90. gados. Taču nu zinātniekiem izdevies "notvert" vēl īsāku laika sprīdi – zeptosekundes, kas ir sekundes sekstiljonā daļa, vēsta "Live Science".

close-ad
Saturs turpināsies pēc reklāmas
Reklāma

Viena zeptosekunde tādējādi ir 0,000000000000000000001 no sekundes jeb 21 cipars aiz komata.

Pirmo reizi gan zeptosekundēs mērāms laika posms ar lāzertehnoloģiju palīdzību izmērīts 2016. gadā, kad pētniekiem izdevās mērīt laiku ar 850 zeptosekunžu intervālu. Par to vairāk var lasīt akadēmiskajā izdevumā "Nature Physics" publicētā rakstā "Attosecond correlation dynamics", klikšķinot šeit.

Taču nu izdevies notvert vēl īsāku laika sprīdi – vien 247 zeptosekundes. Tas ir apmēram tik ilgs laiks, kāds nepieciešams, lai gaisma šķērsotu vienu ūdeņraža molekulu.

Kā zinātniekiem izdevās to izmērīt? Fiziķis Reinhards Doners no Gētes universitātes Vācijā kopā ar kolēģiem lika lietā supermodernu rentgenstarojuma ierīci PETRA III, kas atrodas Vācijas elektronu sinhrotronā (DESY), un mērierīces COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectrosopy) mikroskopu. Principā tas, ko fiziķi izdarīja – ar fotonu "izsita" elektronu no ūdeņraža molekulas (H2), kura sastāv no diviem protoniem un diviem elektroniem. Šī mijiedarbība rada noteikta veida traucējumus, kurus Doners ar kolēģiem tad arī var detektēt un izmērīt, liekot lietā COLTRIMS mikroskopu, ar kuru fiksēti gan šie traucējumi, gan ūdeņraža molekulas precīza atrašanās vieta visas mijiedarbības laikā.

"Tā kā zinājām ūdeņraža molekulas novietojumu telpā, varējām izmantot elektronu viļņu traucējumus, lai precīzi aprēķinātu, kad fotons sasniedza pirmo un kad – otro ūdeņraža atomu," vietne "Live Science" citē Donera kolēģi un pētījuma līdzautoru Svenu Grundmanu. Citiem vārdiem sakot – zinātnieki principā aprēķināja gaismas ātrumu molekulā. Fotonam, lai šķērsotu vienu ūdeņraža molekulu, nepieciešamas aptuveni 247 zeptosekundes jeb 0,000000000000000 000247 sekundes.

"Faktiski pirmo reizi novērojām, ka elektronu apvalks molekulā nereaģē uz gaismu visur vienā un tajā pašā laikā. Laika nobīdes notiek tāpēc, ka informācija arī molekulas iekšienē var pārvietoties gaismas ātrumā," skaidro Doners.

Viss pētījums publicēts 16. oktobrī, kuru vari lasīt izdevumā "Science".

Ja esi ISIC vai ITIC kartes īpašnieks, iegādājies "Delfi Abonementu" par īpašu cenu – 1 eiro uz 4 nedēļām. Vairāk par piedāvājumu uzzini šeit.

Tags

Fizika Kvantu fizika Zinātne
Publikācijas saturs vai tās jebkāda apjoma daļa ir aizsargāts autortiesību objekts Autortiesību likuma izpratnē, un tā izmantošana bez izdevēja atļaujas ir aizliegta. Vairāk lasi šeit.

Comment Form