Teadlased mõõtsid rekordiliselt lühikese ajavahemiku ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Teadlased mõõtsid ära seni väikseima ajaühiku zeptosekundi.
Teadlased mõõtsid ära seni väikseima ajaühiku zeptosekundi. Autor/allikas: vastfield/Flickr (CC BY-ND 2.0)

Teadlased seadsid ajalised piirid zeptosekundi skaalal toimuvale sündmusele. Täpsemalt kulus valguseosakesel vesinikumolekuli pikkuse vahemaa läbimiseks 247 zeptosekundit.

Zeptosekund kestab ühe triljondiku miljardikust sekundist ehk teisisõnu 0,000 000 000 000 000 000 001 sekundit, vahendab Live Science.

Teadlased on uurinud zeptosekundite skaalal toimuvaid sündmusi varemgi. Aastal 2016 kirjutasid nad ajakirjas Nature Physics, et mõõtsid laseritega ajavahemikke, mis vältasid kuni 850 zeptosekundit. Tookordne avastus oli suur samm edasi 1999. aastal Nobeli preemia vääriliseks peetud tööst, kus aega mõõdeti femtosekundites. Iga femtosekund vältab miljondiku miljardikust sekundist.

Rekordiliselt lühikese ajavahemiku mõõtmiseks tekitas füüsik Reinhard Dörner Goethe Ülikoolist koos kolleegidega röntgenkiiri Hamburgis asuva PETRA III osakestekiirendiga.

Uurijad valisid röntgenkiirte energia selliselt, et üksainus valgusosake tõukas vesinikumolekulist välja selle kaks elektroni. Teadupärast koosneb vesinikumolekul kahest vesiniku aatomist, mis jagavad elektrone. Nüüd toimis footon veidi sarnaselt vee pinnal põrkuvale lutsukivile ning ergastas kahte elektroni järjest piisavalt, et need vesinikutuuma haardest pääseksid.

Täpsemalt kulus valguseosakesel vesinikumolekuli ületamiseks 247 zeptosekundit aega. Autor/allikas: Frankfurti Goethe Ülikool/Sven Grundmann

Kirjeldatud protsessi tulemusel tekkis laineline interferentsimuster. Seda mustrit mõõtsid Dörner ja kolleegid külma sihtmärgi tagasipõrke ioonimpulsi spektroskoopial (COLTRIMS) põhineva mikroskoobiga. Sisuliselt on COLTRIMS ülitundlik osakestedetektor, mis suudab jäädvustada äärmiselt kiiresti toimuvaid aatomite ja molekulide vahelisi reaktsioone. COLTRIMSi mikroskoop jäädvustas katse ajal nii sekkumismustri kui ka vesinikumolekuli asendi.

Uuringu kaasautori Sven Grundmanni sõnul oli vesinikumolekuli ruumiline orientatsioon uurijatele juba teada. Sestap said nad kahe elektronlaine liitumise põhjal täpselt välja arvutada, millal täpselt jõudis valgusosake esimese ja teise vesinikuaatomini.

Selgus, et valgusosakesel kulus selleks aega umbes 247 zeptosekundit. Täpne aeg olenes vesinikuaatomite täpsest asendist molekulis sel hetkel, kui footon neist mööda tuhises. Seega mõõtsid uurijad ära valguse kiiruse molekulis.

Reinhard Döneri sõnul märkas tema uurimisrühm esimest korda, et elektronkate ei reageeri molekuli sees valgusele kõikjal ühtmoodi ja samaaegselt. Viivitus tekib tema sõnul just seetõttu, et info levib molekuli sees ainult valguskiirusel.

Avastusest kirjutatakse ajakirjas Science.

Toimetaja: Airika Harrik

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: