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【天富娱乐总代理】史上最短!科学家测量出光粒子穿过氢分子所需时间仅为247仄秒

飞秒已经是很短的时间了,但现在科学家又测量出了比飞秒还要短的仄秒。10月19日消息,据外媒报道,近日一组德国科学家测量出了有史以来最短的时间间隔——247仄秒(zeptosecond),这也是一个光粒子穿过氢分子所需的时间。

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据介绍,1仄秒为10^-21秒,247仄秒则相当于2.47X10^-19秒。有业内人士指出:“假如1仄秒是现实中1秒的话,那么现实中的1秒就相当于27,777,777,777,777,778年,即2.8亿亿年,比整个宇宙的年龄还大得多。”

此前在2016年,科学家曾测量出850仄秒的最短时间间隔。值得一提的是,与很多人听说过的“飞秒”相比,仄秒的准确度大幅提升。事实上,1飞秒为10^-15秒,1999年,艾哈迈德·泽维尔(Ahmed H. Zewail)曾因飞秒的相关研究成果获得了诺贝尔化学奖。

据悉,化学键断裂和形成的过程耗时很短,仅为飞秒级,但测量光粒子在单个氢分子上穿过的时间则可用仄秒。德国歌德大学的物理学家理查德-多尔纳(Reinhard Dörner)及其同事使用来自汉堡粒子加速器Deutsch Elektronen-Synchrotron(DESY)PETRA III的X射线完成了此次实验。

在最新研究中,德国歌德大学莱因哈德·德勒教授领导的原子物理学家团队,用汉堡加速器设施电子同步加速器上的激光源PETRAⅢ发出的X射线照射氢分子,对其开展了时间测量。

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研究人员解释称,光子就像两次在水面激起两股水波的鹅卵石,会在氢分子的电子云中产生电子波,这些电子波的波峰和波谷相遇时会相互抵消,形成所谓的干涉图像,他们借此可以计算电子从一个原子到下一个原子所需的时间。

在实验中,研究人员设定了X射线的能量,使一个光子足以将两个电子从氢分子中“剔出”。鉴于电子具有波粒二象性,即可以同时表现出粒子和波的特性,因此电子的喷射导致氢分子的两个原子连续快速发出电子波,这两股电子波最终合并在一起,并发生干涉。

随后,研究团队使用COLTRIMS反应显微镜测量了喷射电子的干涉图像。COLTRIMS显微镜由德勒教授帮助开发,能使原子和分子内的超快反应过程清晰可见。在揭示干涉图样的同时,COLTRIMS反应显微镜还可以确定氢分子的方位。

研究人员称:“由于我们知道了氢分子的空间方位,因此我们使用两个电子波的干涉来精确计算光子分别到达两个氢原子的时间:最多为247仄秒。”

德勒补充说:“在最新研究中,我们将COLTRIMS技术扩展到了新的应用领域。我们也首次观察到,分子内的电子层不会同时与光起反应,最新测量有望帮助我们更好地理解化学过程。”

文章来源: 环球网

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