Haben Sie jemals von der Zeptosekunde gehört? Es stellt ein solches Maß an Zeit dar, aber es ist so klein, dass es für unser tägliches Leben ein wenig irrelevant wird. In jeder Hinsicht ist eine Zeptosekunde ein Billionstel einer Milliardstel Sekunde - oder das Äquivalent von 10 ^-21 einer einzelnen Sekunde.

Denn laut Rebecca Boyle von New Scientist konnte ein Forscherteam am Max-Planck-Institut in Deutschland ein atomares Ereignis anhand der Zeptosekunde als Referenz messen. Genauer gesagt haben Wissenschaftler aufgezeichnet, wie lange ein Elektron gebraucht hat, um ein Heliumatom zu hinterlassen - genau 850 Zeptosekunden, wenn Sie neugierig waren!

Sehr schnell

Laut Rebecca entspricht dieses "Maß" der kleinsten Zeiteinteilung, die jemals aufgezeichnet wurde, und die Forscher haben dieses Kunststück während eines Experiments namens Photoionisation erreicht. Ziel war es, einen von Albert Einstein vorgeschlagenen Effekt zu testen, der als photoelektrischer Effekt bekannt ist und dem deutschen Genie den Nobelpreis für Physik einbrachte. Dieser Effekt tritt auf, wenn Lichtteilchen (die Photonen) die Elektronen erreichen, die ein Atom umkreisen.

Zu schnell - und relevant, ja!

Gemäß der Quantenmechanik kann während des photoelektrischen Effekts die Photonenenergie vollständig von einem einzelnen Elektron absorbiert oder von mehreren von ihnen geteilt werden. Bisher war es jedoch nicht möglich, diesen Prozess im Detail zu untersuchen, und Wissenschaftler konnten nur messen, was mit dem Elektron passiert, nachdem es sein Atom verlassen hat.

Was die Forscher am Max-Planck-Institut taten, war die genaue Messung der winzigen Zeitspanne vor dem Elektronenausstoß. Zu diesem Zweck verwendeten die Wissenschaftler zunächst einen superkurzen ultravioletten Lichtpuls mit einer Dauer zwischen 100 und 200 Attosekunden (10 bis 18 Sekunden), um die beiden ein Heliumatom umkreisenden Elektronen anzuregen.

Dann schlugen die Forscher vier Femtosekunden lang (das sind 10-15 Sekunden) mit einem Infrarotlaserimpuls auf dasselbe Atom und stellten fest, dass das Elektron - abhängig von seiner Umlaufbahn - zwischen 7 und 20 Attosekunden benötigt, um aus seiner Umlaufbahn „ausgestoßen“ zu werden. Wechselwirkung mit dem Atomkern und dem anderen Elektron.

Durch Messung können verschiedene Technologien entwickelt und verbessert werden

Mit diesem Impuls konnten Wissenschaftler den Elektronenausstoß mit einer Genauigkeit von 850 Zeptosekunden erfassen und messen. Jetzt wundern Sie sich vielleicht, warum diese Messung wichtig ist, oder?

Die Bedeutung der Experimente besteht darin, dass die Forscher damit das Quantenverhalten von Atomen und Elektronen beobachten können. Und wenn die Funktionsweise dieser winzigen Teile der Materie verstanden ist, wird dieses Wissen Fortschritte und Technologien wie Kernkraft, Quantencomputer und Supraleitung ermöglichen. Es wird sagen, dass das Ganze jetzt nicht relevanter geworden ist!