MEĐU IZMEĐU

NAJKRAĆE VREME DO SADA

256 pregleda

Atomski fizičari sa Univerziteta Gete u Frankfurtu, u timu profesora Rajnharda Dornera, prvi put su proučavali proces koji je kraći od femtosekunde. Izmerili su koliko je potrebno fotonu da pređe molekul vodonika: oko 247 zeptosekundi za prosečnu dužinu veze molekula.

Godine 1999. egipatski hemičar Ahmed Zevail dobio je Nobelovu nagradu za merenje brzine kojom molekuli menjaju svoj oblik. Osnovao je femtohemiju koristeći ultrakratke laserske bleskove: stvaranje i raspadanje hemijskih veza dešava se u carstvu femtosekundi, koja iznosi 0,000000000000001 sekundi ili 10-15 sekundi.Sada su atomski fizičari sa Univerziteta Gete u Frankfurtu, u timu profesora Rajnharda Dornera, prvi put proučavali proces koji je kraći od femtosekunde. Izmerili su koliko je potrebno fotonu da pređe molekul vodonika: oko 247 zeptosekundi (zeptosekunda jednako 10-21) za prosečnu dužinu veze molekula. Ovo je najkraći vremenski raspon koji je do danas uspešno izmeren.

Merenje vremena obavljeno je na molekulu vodonika (H2) koji su ozračili rendgenskim zracima iz sinhrotronskog izvora svetlosti PETRA III u hamburškom akceleratorskom centru DESY. Energiju iks-zraka tako su odredili da je jedan foton bio dovoljan da izbaci oba elektrona iz molekula vodonika.Elektroni se, inače, ponašaju i poput čestica i poput talasa istovremeno, pa je izbacivanje prvog elektrona rezultiralo elektronskim talasima odaslatim prvo u jednom, a zatim u drugom atomu molekula vodonika u izuzetno brzom nizu, nakon čega su se talasi spojili.Foton se ponašao slično pljosnatom kamenčiću koji dva puta odskoči u vodi stvarajući svojevrsni obrazac interferencije jer su se talasi međusobno poništavali.

Istraživači su izmerili obrazac interferencije prvog izbačenog elektrona koristeći reakcioni mikroskop COLTRIMS,u čijem osmišljavanju je učestvovao Rajnhard Dorner, koji obezbeđuje da se ultrabrzi procesi u atomima i molekulima vide. Ujedno ovaj uređaj omogućuje određivanje orijentacije molekula vodonika. Ovde su istraživači iskoristili činjenicu da je i drugi elektron napustio molekul vodonika, tako da se jezgro vodonika raspalo i to je opaženo.

„Pošto smo znali prostornu orijentaciju molekula vodonika, koristili smo interferenciju dva elektronska talasa da bismo precizno izračunali kada je foton stigao do prvog, a kada do drugog atoma vodonika”, objašnjava Sven Grundman čija je doktorska disertacija osnova za naučni članak u Science-u. A to iznsi najviše 247 zeptosekundi, u zavisnosti od toga koliko su dva atoma bila udaljena od molekula u perspektivi svetlosti.

Profesor Rajnhard Dorner dodaje: Prvi put smo primetili da elektronska ljuska u molekulu ne reaguje svuda istovremeno na svetlost. Vremensko kašnjenje nastaje jer se informacije u molekulu šire samo brzinom svetlosti. Ovim nalazom proširili smo našu tehnologiju COLTRIMS na drugu aplikaciju.”

Opis ilustracije: Foton (žuti, dolazi sleva) proizvodi elektronske talase iz elektronskog oblaka (sivo) molekula vodonika (crveno: jezgro), koji se međusobno ometaju (obrazac smetnji: ljubičasto-bela). Obrazac smetnji je blago iskošen udesno, što omogućava izračunavanje koliko je dugo fotonu potrebno da pređe sa jednog atoma na drugi.

(Izvor Gete institut)

O autoru

administrator

Ostavite komentar