科学家测量出了史上最短的时间:仄普托秒

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科学家已经测量出了历史上最短的时间单位:一个轻粒子穿过一个氢分子所需要的时间,时间记录是247仄普托秒,一个仄普托秒是十万亿分之一秒,小数点后跟20个零和1。

科学家已经测量出了历史上最短的时间单位:一个轻粒子穿过一个氢分子所需要的时间,时间记录是247仄普托秒,一个仄普托秒是十万亿分之一秒,小数点后跟20个零和1。

在此之前,研究人员已经将研究范围延伸到毫秒;2016年,研究人员在《自然物理》(Nature Physics)杂志上发表报告称,他们使用激光来测量时间,时间的增量为850兆秒。与1999年获得诺贝尔奖的工作相比,这是一个巨大的飞跃。1999年的工作首次用飞秒来测量时间,飞秒是秒的百万分之一。

化学键的断裂和形成需要飞秒的时间,而光穿过一个氢分子(H2)则需要仄普托秒。为了测量这个非常短的时间,德国歌德大学的物理学家莱茵哈德·多纳和他的同事们从德国电力同步加速器(DESY)的佩特拉三号(PETRA III)上拍摄x射线,这是一个位于汉堡的粒子加速器。研究人员设置了x射线的能量,使单个光子或光粒子从氢分子中撞击出两个电子。(一个氢分子由两个质子和两个电子组成)光子把一个电子弹出分子,然后是另一个,有点像卵石跳过池塘的顶部。

这些相互作用产生了一种被称为干涉图案的波,Dorner和他的同事可以用一种叫做冷目标反冲离子动量光谱(COLTRIMS)反应显微镜的工具来测量。这个工具本质上是一个非常敏感的粒子探测器,可以记录极快的原子和分子反应。

COLTRIMS显微镜记录了整个相互作用过程中氢分子的干扰模式和位置。德国罗斯托克大学的研究合著者斯文·格兰德曼在一份声明中说:”由于我们知道氢分子的空间方向,我们利用两个电子波的干扰来精确计算光子何时到达第一个氢原子,何时到达第二个氢原子。

二百四十七泽普秒,有一定的摆动空间,这取决于光子飞行的那一刻分子内氢原子之间的距离。这种测量基本上是捕捉分子内部的光速。

(斯文·格兰德曼/法兰克福州立大学)

图像:一种称为光子(黄色箭头)的光粒子,从氢分子(红色:原子核)的电子云(灰色)中产生电子波,这些交互的结果就是所谓的干扰模式(紫白),干扰模式稍微偏向右侧,使研究人员能够计算光子从一个原子到下一个原子的时间。

德纳在声明中说:”我们首次观察到,分子中的电子壳不会同时对任何地方的光做出反应”。时间延迟的发生是因为分子内的信息只以光速传播。

研究结果在10月16日的《科学》杂志上进行了详细报道

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5 条回复 A文章作者 M管理员
  1. 小A君科普

    氢愿意doge

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