Ärge isegi proovige zeptosekundi lüüa, kasutades selleks tavalist stopperit. See pisike ajaline osa on murdosa sekundist - nii väike, et see võrdub ühe numbriga üks, mis istub 21 kohta pärast koma, triljoni miljardi sekundi täpsusega, vahendab Rebecca Boyle New Scientistis . Ja Saksamaa Max Planki instituudi teadlased mõõtsid lõpuks zeptosekundi skaalal aatomisisesed minutimuutused.
Teadlased said selle saavutuse läbi, uurides nn fotoelektrilist efekti tegevuses. Albert Einstein kirjeldas seda keerulist valgusevärinat 1905. aastal, võites hiljem selle määratleva mõiste selgitamise eest Nobeli füüsikapreemia. Fotoelektriline efekt näitab, et valgus võib toimida nii laine kui ka osakesena. Kui teatud energia footon või valguse osake lööb elektroni, võib see vabastada elektroni oma aatomist. Foton väljutab elektroni protsessis, mida nimetatakse fotoemissiooniks, mis on päikeseenergia alus.
Nüüd on teadlased tegelikult püüdnud heeliumi aatomite elektronide emissiooni, mõõtes minimaalse aja, mis kulub elektronide väljutamiseks pärast footoni lööki. Sündmuse mõõtmiseks kasutas füüsik aparaati nimega Attosecond Streak Camera, mis koosneb kahest erineva valgusega laserist, mis põlevad äärmiselt lühikese seeriaga, kirjutab Stewart Wills Optics and Photonics News'is. Teadlased suunasid kaamera heeliumi joa poole - suhteliselt lihtsale gaasile, mis koosneb aatomitest, millel on ainult kaks elektroni.
Esimene laser oli äärmiselt ultraviolettkiirgus, mis oli mõeldud heeliumi erutamiseks piisavalt, et ühest elektronist loobuda, tulistades 100 Attosekundi impulsi (üks attosekund on kõigest 10-18 sekundit). Teine laser oli lähi-infrapunakiirgus ja seda kasutati põgenevate elektronide hõivamiseks, tulistades korraga neli femtosekundi (üks femtosekund on vaid 10-15 sekundit).
Kui heeliumi aatom väljutas elektroni, tuvastas infrapunalaser emissiooni, mis võimaldas teadlastel arvutada sündmuse kestuse 850 zeptosekundini. Katse näitas, et heeliumi aatomi ühe elektroni väljutamiseks kulub 7 kuni 20 sekundit, teatas Boyle. Uuringu tulemused avaldati sel nädalal ajakirjas Nature Physics.
Katse tulemused annavad uurijatele mõningase ülevaate selle kvantprotsessi toimimisest, kirjutab Boyle, ning võivad ühel päeval olla kvantarvutuses ja ülijuhtivuses kasulikud.
„Elektrone on alati rohkem kui üks. Nad suhtlevad alati. Nad tunnevad üksteist alati, isegi suurtel vahemaadel, “räägib meeskonna juht Martin Schultze Boyle'ile. “Paljud asjad on juurdunud üksikute elektronide interaktsioonides, kuid käsitleme neid kui ühist asja. Kui soovite tõesti kõige aatomitasemel arendada aatomite mikroskoopilist mõistmist, peate mõistma, kuidas elektronid üksteisega hakkama saavad. ”
Schultze ütleb Willsile, et meeskond kasutab heeliumi, mis on üks lihtsamaid aatomeid, oma meetodite valideerimiseks ja mõõtmiste loomiseks, kuidas mitmed elektronid ja footonid interakteeruvad. Nende väikeste lihtsate aatomitega ajajoonte väljatöötamine on esimene samm rohkemate elektronidega aatomite mõistmiseks.
