科学家以“秒”为单位计时最快的时间间隔

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科学家以“秒”为单位计时最快的时间间隔

  科学家以“秒”为单位计时最快的时间间隔

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  科学家测量了有记录的最短时间间隔,记录了一个光粒子穿过一个氢分子所花费的时间。

  根据一组德国研究人员的说法,这种超快速的旅程花费了247毫秒,而毫秒代表了十亿分之一秒的万亿分之一。这等效于写在小数点后面的数字1和20个零。

  这些发现是全球为测量物理学中越来越短的时间跨度所做的努力的结晶,它们为科学家提供了一种通过所谓的光电效应精确测量原子变化的方法。

  阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)在1905年提出了一种光电效应的理论,描述了一种现象,在这种现象中,电子在被原子撞击后可以从原子中弹出。1999年,埃及化学家艾哈迈德·泽维尔(Ahmed Zewail)使用超短激光脉冲观察分子如何改变其形状。Zewail因其研究而继续获得诺贝尔奖,他以飞秒为单位测量了这些微小的变化。飞秒是十亿分之一秒的百万分之一。

  现在,法兰克福歌德大学,柏林马克斯·普朗克学会的弗里茨·哈伯研究所和汉堡的粒子加速器DESY的科学家测量的时间间隔甚至更短。他们的结果发表在10月16日的《科学》杂志上。

  研究人员从PETRA III加速器向氢分子(H2)发射X射线,该氢分子由两个质子和两个电子组成。科学家说,他们使用单个光粒子或一个光子来使电子自由运动。然后,他们使用来自第二个近红外激光的快速脉冲来检测随后的相互作用。

  他们说,当光子撞击氢分子时,它首先发射出一个电子,然后迅速发射出第二个电子,类似于在水面上跳过卵石。这种效应以所谓的“干扰模式”产生了波,这些波使科学家能够在逃逸时准确地测量电子。

  “由于我们知道氢分子的空间取向,因此我们使用了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以及何时到达第二个氢原子,” Sven Grundmann博士说。歌德大学的候选人在一份声明中说,他的论文是这项新研究的基础。

  格伦德曼说,从头到尾,光子穿过氢分子要花247毫秒的时间,尽管视氢分子中原子被光子撞击的距离有多远,会有一些变化。

  歌德原子物理学教授莱因哈德·多纳(ReinhardDörner)在一份声明中说:“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起反应。” “发生时间延迟是因为分子内的信息仅以光速传播。”


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