Araştırmacılar, Şu Ana Kadarki “En Kısa Zamanı” Ölçmeyi Başardı

Goethe Üniversitesi araştırmacıları, şu ana kadarki en kısa zaman aralığını ölçtüler: 247 zepto-saniye. Bir zepto-saniye, saniyenin milyarda birinin trilyonda biri olarak, yani on üzeri eksi yirmi bir saniye olarak tanımlanıyor ve yeni ölçüm, 2016 yılındaki bir önceki en kısa süre rekorunun üçte biri.

Daha kolay anlaşılır bir şekilde açıklamak gerekirse, bu süre ile tek bir saniye arasındaki fark birkaç santimetre ile onlarca ışık yılı arasındaki farka benzetilebilir.

Science üzerinde bildirildiği üzere araştırma ekibi, evrendeki en temel ve en bol bulunan atom olan iki hidrojenden oluşan bir molekülü kullandılar. Daha sonra da fotonların molekülü geçmesi için geçen süreyi ölçtüler ve bunun 247 zepto-saniye olduğunu buldular.

Ölçüm, kuantum dünyasının bazı özelliklerini vurgulamaktaydı. Öncelikle elektronlar da ışık gibi hem dalga, hem de parçacık gibi hareket ediyor. İkinci önemli nokta ise belirli bir enerjideki ışık tutulduğunda elektronları atomundan uzaklaştırmak mümkün ve bu denemede güçlü X-ışınları kullanıldı.

Her bir hidrojen atomu, atom çekirdeğinin çevresindeki bir kabukta yer alan tek bir elektrona sahip. Bir hidrojen molekülü de bir çekirdeğe ve iki elektrona sahip. X-ışını fotonları önce bir elektronu uzaklaştırıp sonra diğerini uzaklaştırdılar. Bir havuzdaki iki dalgaya benzer bir şekilde elektronlar dalga tepeleri ve çukurlarından oluşan bir girişim örüntüsü ortaya çıkarttı. Bu özel desen de ekibe bir fotonun molekülden ne kadar hızlı geçtiği hakkında bilgi verdi.

Başyazar Sven Grundmann‘ın söylediğine göre bu örüntü sayesinde fotonun ne zaman ilk elektrona ulaştığını ve ne zaman ikinci elektrona ulaştığını kesin bir şekilde hesaplamak mümkün oldu ve bu süre, iki atomun ışık açısına göre ne kadar uzakta olduklarına bağlı olarak en yüksek 247 zepto-saniye olarak bulundu.

Hidrojen molekülünün yönünü ve kaçan ilk elektronu belirlemek, ekip lideri Profesör Reinhard Dörner‘in geliştirilmesine yardım ettiği COLTRIMS tepkiler mikroskopu ile mümkün oldu. Dörner, ilk defa bir moleküldeki elektron kabuğunun ışığa her yerde aynı zamanda tepki vermediğini gözlemlediklerini belirtti: “Zaman farkı, molekül içerisinde bilginin sadece ışık hızında hareket etmesinden kaynaklanıyor. Bu bulgu ile COLTRIMS teknolojimizi yeni bir kullanım alanı ile genişlettik.“

Kaynak: Chip