Onderzoekers meten de kortste tijdseenheid ooit gemeten

27 reacties

Onderzoekers van de Duitse Goethe-Universität hebben via het Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), een organisatie met een deeltjesversneller in Hamburg, de kortste tijdseenheid ooit gemeten.

Het vorige record blijkt te stammen uit 2016. Toen ging het om een lengte van 850 zeptoseconden. Het nieuwe record ligt op 247 zeptoseconden, meer dan drie keer zo kort als het vorige record. Een zeptoseconde is een biljoenste van een miljardste, oftewel 20 nullen voor de één — en na komma (tien tot de -21e macht). Het meten van deze omstandigheden was net zo ingewikkeld als het begrijpen van hoe lang een zeptoseconde is.

Met de deeltjesversneller is röntgenstraling gebruikt om met een enkele foton twee elektronen uit hun baan om een waterstofmolecuul te krijgen. De energie van de röntgenstraling is aangepast, zodat een enkele foton genoeg was om de elektronen uit een waterstofmolecuul te krijgen. Het meten kon worden bewerkstelligd door de gemiddelde duur van het passeren van het lichtdeeltje langs de (twee) waterstofatomen te meten.

Hierdoor veroorzaakte het foton een beweging dat een interferentiepatroon wordt genoemd. Het deeltje bewoog door de ruimte alsof een platte steen die over het water wordt 'gekeid'; het nam dus een golfbeweging aan. De eerste en de tweede golf in de 'stuitering' heffen elkaar op, waardoor dit interferentiepatroon ontstaat. Dit heeft men kunnen meten met een zogenaamde reactiemicroscoop, die dit soort reacties van atomen en moleculen zichtbaar kan maken. Normaal gesproken werd dit met bijvoorbeeld vrije-elektronenlasers gemeten. Klaarblijkelijk is deze onorthodoxe meetmethode minstens zo effectief.


Het foton veroorzaakte een (heel) lichte afwijking in het interferentiepatroon, waarmee de tijd berekend kon worden.

De ruimtelijke oriëntatie van het waterstofmolecuul was bekend, daardoor konden de twee interferentiegolven worden gebruikt om uit te rekenen wanneer het foton het ene elektron had bereikt, en wanneer het andere elektron. Het verschil is dus de tijd waarin het deeltje zich in het waterstofmolecuul bevond. Hier zal uiteraard flink wat rekenkracht aan te pas komen, waar de servers van het instituut mee geholpen zullen hebben. Het artikel is in Science gepubliceerd onder de titel 'Zeptosecond Birth Time Delay in Molecular Photoionization'.

Bronnen: Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), SlashGear, Science

« Vorig bericht Volgend bericht »
0
*