Ne poskušajte niti posneti zeptosekunde s pomočjo štoparice. Ta majhen delček časa je le delček sekunde - tako majhen je, da je enak številki ena, ki sedi za 21 mestom za decimalno vejico, trilijonsko milijardo sekunde, poroča Rebecca Boyle iz New Scientist . In raziskovalci z Inštituta Max Plank v Nemčiji so končno izmerili minutne spremembe znotraj atoma na zeptosekundni lestvici.
Raziskovalci so ta podvig dosegli med preučevanjem tako imenovanega fotoelektričnega učinka v akciji. Albert Einstein je opisal to zapleteno luč svetlobe leta 1905, pozneje pa je za svojo razlago tega opredeljujočega koncepta osvojil Nobelovo nagrado za fiziko. Fotoelektrični učinek kaže, da lahko svetloba deluje kot val in kot delček. Ko foton ali delček svetlobe določene energije udari v elektron, lahko osvobodi elektron iz svojega atoma. Foton izloči elektron v procesu, imenovanem fotoemisija, osnova za sončno energijo.
Zdaj so raziskovalci dejansko zajeli emisijo elektronov iz helijevih atomov, in izmerili miniskularno količino časa, ki ga traja, da se elektron izloči po udaru fotona. Za merjenje dogodka je fizik uporabil kos opreme, imenovan Attosecond Streak Camera, ki je sestavljen iz dveh laserjev različnih svetlobnih strelov v izjemno kratkih rafalih, piše Stewart Wills iz Optics and Photonics News. Raziskovalci so kamero usmerili proti curku helija - sorazmerno preprost plin, sestavljen iz atomov, ki imata vsak po dva elektrona.
Prvi laser je bil izredno ultravijoličen žarek, ki naj bi vzbudil helij dovolj, da se je opustil enega od svojih elektronov in sprožil v 100 attosekundnih impulzov (en attosekunda je le 10 do 18 sekund). Drugi laser je bil blizu infrardečega in je bil uporabljen za zajemanje izhajajočih elektronov v akciji, pri čemer je streljal po štiri femtosekunde naenkrat (en sam femtosekunda je le 10 -15 sekund).
Ko je atom helija izstrelil elektron, je infrardeči laser zaznal emisijo, kar je raziskovalcem omogočilo, da izračunajo trajanje dogodka do 850 zeptosekund. Poskus je pokazal, da traja od 7 do 20 attosekund, da atom helija izloči enega izmed njegovih elektronov, poroča Boyle. Rezultati študije so bili objavljeni ta teden v reviji Nature Physics.
Rezultati eksperimenta dajejo raziskovalcem nekaj vpogleda v to, kako deluje ta kvantni postopek, piše Boyle, in morda bodo nekega dne koristni pri kvantnem računanju in superprevodnosti.
"Vedno je več kot en elektron. Vedno sodelujejo. Vedno se bodo počutili drug drugega, tudi na velikih razdaljah, "je vodja ekipe Martin Schultze povedal Boyleu. "Veliko stvari je zakoreninjenih v interakcijah posameznih elektronov, vendar z njimi ravnamo kot na kolektivno stvar. Če želite resnično razviti mikroskopsko razumevanje atomov, morate na najbolj osnovni ravni razumeti, kako se elektroni med seboj spopadajo. "
Schultze pove Willsu, da ekipa uporablja helij, enega najpreprostejših atomov, da potrdi svoje metode in ustvari meritve, kako medsebojno deluje več elektronov in fotonov. Delo teh drobnih časovnic s preprostimi atomi je prvi korak k razumevanju več atomov z več elektroni.
