Ne is próbálja meg elfogni egy zeptosekundumot egy futásmérő stopperrel. Ez az apró időrész másodperc töredéke - oly kicsi, hogy megegyezzen az első számú számmal, amely 21 helyen helyezkedik el a tizedes pont mögött, egy milliárdad másodperc milliárdoddal - jelentette be Rebecca Boyle az Új Tudósnál . És a németországi Max Plank Intézet kutatói végül megmérték a perc változásait egy atomon belül a zeptosekundum skálán.
A kutatók ezt a teljesítményt az úgynevezett fotoelektromos hatás tanulmányozása közben valósították meg. Albert Einstein 1905-ben írta le ezt a bonyolult fényviszonyot, később megnyerte a fizikai Nobel-díjat ennek a meghatározó fogalomnak a magyarázata miatt. A fotoelektromos hatás azt mutatja, hogy a fény hullámként és részecskéként is működhet. Amikor egy energia fotonja vagy fényrészecskéje megüti az elektronot, akkor megszabadulhat az elektron atomjától. A foton az elektronot egy fotoemissziónak nevezett folyamatban bocsátja ki, amely a napenergia mögött rejlik.
Most a kutatók ténylegesen felfogták a hélium atomok elektronkibocsátását, megmérve a minimális időtartamot, amíg az elektron kiürül a fotonütés után. Az esemény mérésére a fizikus egy Attosecond Streak Camera nevű eszközt használt, amely két különféle fényszóró lézerből áll, rendkívül rövid sorozatban - írja Stewart Wills az Optics and Photonics News-ban. A kutatók a kamerát egy héliumsugara felé irányították - ez egy viszonylag egyszerű gáz, amely atomokból áll, amelyek mindegyike csak két elektronot tartalmaz.
Az első lézer egy rendkívül ultraibolya sugárzás volt, amelynek célja a hélium gerjesztése ahhoz, hogy elegendő legyen az elektronjainak, és 100 attos másodperces impulzusokban lőnek (egy attosekund csupán 10-18 másodperc). A második lézer közel infravörös volt, és a menekülő elektronokat elfogták működés közben, négy femtosekundumot lőve egyszerre (egyetlen femtosekund csak 10-15 másodperc).
Amikor a hélium atom elektronot bocsátott ki, az infravörös lézer észlelte a sugárzást, amely lehetővé tette a kutatók számára, hogy az esemény időtartamát 850 zeptos másodpercig kiszámítsák. A kísérlet kimutatta, hogy 7-20 másodpercig tart, amíg a hélium atomja kiüríti egyik elektronát - számol be Boyle. A tanulmány eredményeit ezen a héten tették közzé a Nature Physics folyóiratban .
A kísérlet eredményei betekintést adnak a kutatókba a kvantumfolyamat működéséről, írja Boyle, és egy nap hasznos lehet a kvantumszámításban és a szupravezető képességben.
„Mindig egynél több elektron van. Mindig kölcsönhatásba lépnek. Mindig egymást fogják érezni, még nagy távolságokon is ”- mondta a csapatvezető, Martin Schultze Boyle-nak. „Sok dolog az egyes elektronok kölcsönhatásában gyökerezik, de kollektív dologként kezeljük őket. Ha valóban az atomok mikroszkópos megértését szeretné fejleszteni, a legalapvetőbb szinten, meg kell értenie, hogy az elektronok miként viselkednek egymással. "
Schultze elmondja Wills-nek, hogy a csapat héliumot, az egyik legegyszerűbb atomot használ, hogy validálja módszerét és méréseket készítsen több elektron és foton kölcsönhatására. Ezeknek a kis ütemterveknek az egyszerű atomokkal történő kidolgozása az első lépés a több elektron több atomjának megértése felé.
