دانشمندان رکورد اندازه‌گیری کوتاه‌ترین فاصله زمانی را شکستند: ۲۴۷ زپتو ثانیه

دانشمندان کوچکترین واحد زمان را اندازه‌گیری کردند که مدت زمان عبور یک ذره نور از مولکول هیدروژن است و به ۲۴۷ زپتو ثانیه می‌رسد.

دانشمندان در سال ۲۰۱۶ به زپتو ثانیه اشاره و از لیزر برای اندازه‌گیری فاصله زمانی ۸۵۰ زپتو ثانیه استفاده کردند. زپتو ثانیه یک تریلیون میلیاردم یک ثانیه است. حالا محققان توانسته‌اند واحد زمانی کوچکتری را اندازه‌گیری کنند و برای این کار از اشعه ایکس استفاده شده است.

یک فیزیکدان به نام «راینهارد دورنر» به همراه همکاران خود در دانشگاه «گوته» آلمان اشعه ایکس را از شتاب‌دهنده ذرات «PETRA III» در «دسی» هامبورگ پرتاب کردند. محققان انرژی پرتوهای ایکس را به گونه‌ای تنظیم کردند که یک فوتون یا ذره نور دو الکترون را از مولکول هیدروژن خارج کند. فوتون یک الکترون را از مولکول خارج کرد و سپس به سراغ دومی رفت.

این فعل و انفعالات یک الگوی موجی به نام «الگوی تداخل» را ایجاد کردند که دورنر و همکارانش با استفاده از ابزاری به نام میکروسکوپ «Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy» یا «COLTRIMS» توانستند آن را اندازه‌گیری کنند. این ابزار یک ردیاب ذرات بسیار حساس است که می‌تواند واکنش‌های فوق سریع اتمی و مولکولی را ثبت کند.

میکروسکوپ COLTRIMS هردو الگوی تداخل و موقعیت مولکول هیدروژن را در طول فعل و انفعالات ثبت کرد. یکی از نویسندگان این مقاله در بیانیه‌ای اعلام کرده:

«از آنجایی که از جهت‌گیری 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.»

این زمان ۲۴۷ زپتو ثانیه اندازه‌گیری شد که اساسا ثبت سرعت نور درون مولکول محسوب می‌شود. دورنر در بیانیه‌ای اعلام کرده:

«ما برای اولین بار مشاهده کردیم که پوسته الکترون در یک مولکول در همه جا به صورت همزمان به نور واکنش نشان نمی‌دهد. این تاخیر زمانی به علت اینکه اطلاعات درون مولکول تنها با سرعت نور پخش می‌شوند، رخ می‌دهد.»

مقاله این محققان در ژورنال «Science» به چاپ رسیده است.