247 zeptosegundos es el tiempo más corto medido hasta ahora

Físicos atómicos de Universidad de Frankfurt estudió por primera vez un proceso que es más corto que el femtosegundos en magnitud.

Ellos midieron el tiempo que lleva fotón en el cruce de un molécula hidrógeno: aproximadamente 247 zeptosegundos o mil millonésimas de segundo para la longitud promedio del enlace de la molécula. Este es el período de tiempo más corto medido con éxito hasta la fecha.

Los científicos del laboratorio de Reinhard Dorner realizaron mediciones de tiempo en una molécula de hidrógeno (H2) que irradiaron con rayos X de la fuente de láser de rayos X PETRA III en la instalación de aceleración DESY en Hamburgo.

Los investigadores ajustaron la energía de los rayos X para que un fotón fuera suficiente para expulsar los dos electrones de la molécula de hidrógeno.

Los electrones se comportan como partículas y ondas simultáneamente y, por lo tanto, la expulsión del primer electrón dio como resultado ondas de electrones lanzadas primero al átomo de una molécula de hidrógeno y luego en el segundo en rápida sucesión, las ondas fusionándose.

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El fotón se comportó aquí como una piedra plana que se desliza dos veces por el agua: cuando un canal de ondas se encuentra con la cresta de una onda, las ondas del primer y segundo contacto con el agua se anulan entre sí, dando como resultado lo que se llama Patron de interferencia.

Los científicos midieron el patrón de interferencia del primer electrón expulsado utilizando el microscopio de reacción COLTRIMS, un dispositivo que Dörner ayudó a desarrollar y que hace visibles los procesos de reacción de átomos y moléculas ultrarrápidos.

Simultáneamente con el patrón de interferencia, el microscopio de reacción COLTRIMS también permitió la determinación de la orientación de la molécula de hidrógeno. Los investigadores aprovecharon que el segundo electrón también salió de la molécula de hidrógeno, por lo que los núcleos de hidrógeno restantes se separaron y fueron detectados.

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“Como conocíamos la orientación espacial de la molécula de hidrógeno, usamos la interferencia de las ondas de dos electrones para calcular con precisión cuándo el fotón alcanzó el primero y cuándo alcanzó el segundo átomo de hidrógeno”, explica Sven Grundmann, cuya tesis se encuentra en la base del doctorado. del artículo científico publicado en Science.

«Y eso es hasta 247 zeptosegundos, dependiendo de qué tan separados estén los dos átomos en la molécula desde la perspectiva de la luz».

El profesor Reinhard Dörner agrega: «Observamos por primera vez que la capa de electrones de una molécula no reacciona a la luz en todas partes al mismo tiempo. El retraso se produce porque la información dentro de la molécula solo se propaga a la velocidad de Con este descubrimiento, ampliamos nuestra tecnología COLTRIMS a otra aplicación «.

fjb