کوچکترین واحد زمانی اندازه‌گیری شد

محققان کوچکترین واحد زمان را براساس حرکت نور در مولکول هیدروژن اندازه‌گیری کرده‌اند که معادل ۲۴۷ زپتو ثانیه است.

کد خبر: ۱۲۵۲۳۰۳

تاریخ: ۲۸ مهر ۱۳۹۹ - ۱۴:۴۸

به گزارش خبرگزاری دانا به نقل از لایو ساینس، محققان کوتاه‌ترین واحد زمانی را اندازه گیری کرده‌اند که معادل مدت زمان حرکت ذره نور در یک مولکول هیدروژن است.
این واحد زمان که در نوع خود یک رکورد به حساب می‌آید ۲۴۷ زپتوثانیه است. یک زپتوثانیه معادل ۰/۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۱ ثانیه است.

البته پیش از این نیز محققان پژوهش‌هایی در مقیاس زپتوثانیه انجام داده بودند. در تحقیقی که سال ۲۰۱۶ در نشریه «نیچر فیزیکس» منتشر شده بود، از لیزر برای اندازه گیری زمان تا ۸۵۰ زپتو ثانیه استفاده شده بود. دقت این اندازه گیری نسبت به تحقیقی که در سال ۱۹۹۹ انجام شده بود و طی آن زمان در واحد فمتوثانیه اندازه گیری شده بود، بسیار بالاتر بود. تشکیل پیوندهای شیمیایی و جدا شدن آنها چند فمتوثانیه طول می‌کشد اماحرکت نور در یک مولکول هیدروژن فقط چند زپتو ثانیه است.

رینهارد دورنر از دانشگاه گوته آلمان و همکارانش برای اندازه گیری این مدت زمان پرتو اشعه ایکس را از ابزارPERTRA III در یک شتاب دهنده ذرات تاباندند.

محققان انرژی اشعه ایکس را طوری تنظیم کردند که یک فوتون (ذره نور) به ۲ الکترون در مولکول هیدروژن برخورد کرد. (یک مولکول هیدروژن حاوی ۲ پروتون و ۲ الکترون است).

این فوتون، مانند سنگریزه ای که به سطح آب دریاچه برخورد می‌کند، این دو الکترون را یکی پس از دیگری به جنبش واداشت. این کنش و واکنش‌ها نوعی طرح موج ایجاد کرد که طرح تداخل نامیده می‌شود و دورنر و همکارانش با استفاده از میکروسکوپ COLTRIMS آن را اندازه گیری کردند. ابزار مذکور یک ردیاب بسیار دقیق ذرات است که می‌تواند واکنش‌های بسیار سریع در سطح اتم و مولکول را ثبت کند.

«سون گروندمن» یکی از مولفان ارشد این پژوهش از دانشگاه راستاک آلمان می‌گوید: از آنجا که موقعیت فضایی مولکول هیدروژن را می‌شناسیم، ما از تداخل دو موج الکترون برای محاسبه دقیق زمان رسیدن فوتون به نخستین و دومین اتم هیدروژن استفاده کردیم.

این مدت زمان با در نظرگرفتن فاصله بین اتم‌های هیدروژن داخل یک مولکول در زمان برخورد فوتون با آنها، حدود ۲۴۷ زپتاثانیه است. این اندازه گیری به طور کلی سرعت نور در یک مولکول را نشان داده است.

نتایج این تحقیق در ژورنال ساینس منتشر شده است.