Nemojte ni pokušavati snimiti zeptosekundu pomoću štoperice iz mlinice. Ovaj maleni dio vremena djelić je sekunde - tako mali da je jednak broju jedan koji sjedi 21 mjesto iza decimalne točke, što je trilijun milijarde sekunde, izvijestila je Rebecca Boyle iz New Scientist . A istraživači s Instituta Max Plank u Njemačkoj napokon su izmjerili minutne promjene unutar atoma na zeptosekundnoj skali.
Istraživači su taj podvig ostvarili proučavajući takozvani fotoelektrični efekt u akciji. Albert Einstein opisao je ovu škakljivu svjetlost, 1905., dobivši Nobelovu nagradu za fiziku za svoje objašnjenje ovog definirajućeg koncepta. Fotoelektrični učinak pokazuje da svjetlost može djelovati i kao val i kao čestica. Kad foton ili čestica svjetlosti određene energije udari u elektron, on može osloboditi elektron iz svog atoma. Foton izbacuje elektron u procesu koji se zove fotoemisija, osnova iza solarne energije.
Sada su istraživači zapravo snimili emisiju elektrona iz atoma helija, mjereći minsiskule koliko je vremena potrebno da se elektron izbaci nakon udara fotona. Da bi mjerio događaj, fizičar je koristio dio opreme nazvan Attosecond Streak Camera, koji se sastoji od dva lasera različitih svjetlosnih paljbi u vrlo kratkim rafalima, piše Stewart Wills iz Optics and Photonics News. Istraživači su kameru usmjerili prema mlazu helija - relativno jednostavnom plinu, koji se sastoji od atoma koji imaju samo dva elektrona.
Prvi laser bio je izrazito ultraljubičast zrak namijenjen pobuđivanju helija dovoljno da se odrekne jednog od svojih elektrona, pucajući u 100 attosekundnih impulsa (jedan atsesekundi je samo 10-18 sekundi). Drugi laser je bio u blizini infracrvenog zračenja i upotrebljavao se za hvatanje bježećih elektrona u akciji, pucajući po četiri femtosekunde odjednom (jedna femtosekunda je samo 10 -15 sekundi).
Kad je atom helija izbacio elektron, infracrveni laser je otkrio emisiju, omogućujući istraživačima da izračunaju trajanje događaja do 850 zeptosekundi. Eksperiment je pokazao da je potrebno između 7 i 20 atsesekundi da atom helija izbaci jedan od njegovih elektrona, prenosi Boyle. Rezultati studije objavljeni su ovog tjedna u časopisu Nature Physics.
Rezultati eksperimenta daju istraživačima neki uvid u to kako funkcionira ovaj kvantni proces, piše Boyle, i može li jednog dana biti koristan u kvantnom računanju i supravodljivosti.
"Uvijek postoji više elektrona. Uvijek komuniciraju. Uvijek će se osjećati, makar i na velikim daljinama “, rekao je vođa tima Martin Schultze Boyleu. "Mnoge su stvari ukorijenjene u interakcijama pojedinih elektrona, ali s njima postupamo kao sa zajedničkom stvari. Ako doista želite razviti mikroskopsko razumijevanje atoma, na najosnovnijoj razini, morate shvatiti kako se elektroni međusobno bave. "
Schultze kaže Willsu da tim koristi helij, jedan od najjednostavnijih atoma, kako bi potvrdili svoje metode i stvorili mjerenja za međusobnu interakciju više elektrona i fotona. Izrada ovih sitnih vremenskih crta s jednostavnim atomima prvi je korak prema razumijevanju više atoma s više elektrona.
