I fisici hanno ora calcolato uno dei processi di tempo più brevi di sempre.
Nel 1999, il chimico egiziano Ahmed Zewail è stato insignito del Premio Nobel per aver misurato la velocità con cui le molecole cambiano forma, fondando nel processo la femtochimica. Le sue misurazioni sono state effettuate in femtosecondi, dove un femtosecondo equivale a 0,000000000000001 secondi o 10-15 secondi.
Ora, quasi due decenni dopo, i fisici atomici della Goethe University guidati dal professor Reinhard Dörner hanno calcolato per la prima volta in assoluto un processo più breve di femtosecondi: la misurazione del tempo impiegato da un fotone per attraversare una molecola di idrogeno.
Questo è il periodo di tempo più breve mai misurato e ammonta a circa 247 zeptosecondi (un trilionesimo di miliardesimo di secondo, o 10-21 secondi).
Per raggiungere questo obiettivo, gli scienziati hanno irradiato una molecola di idrogeno con raggi X dalla sorgente laser a raggi X PETRA III presso la struttura dell’acceleratore di Amburgo DESY. L’hanno impostato in modo che un fotone fosse sufficiente per espellere entrambi gli elettroni dalla molecola di idrogeno.
Gli scienziati hanno quindi calcolato il pattern di interferenza del primo elettrone espulso utilizzando il microscopio a reazione COLTRIMS. Questo apparato è stato sviluppato in parte da Dörner e rende visibili i processi di reazione super veloci negli atomi e nelle molecole.
“Poiché conoscevamo l’orientamento spaziale della molecola di idrogeno, abbiamo utilizzato l’interferenza delle due onde elettroniche per calcolare con precisione quando il fotone ha raggiunto il primo e quando ha raggiunto il secondo atomo di idrogeno“, ha spiegato in una dichiarazione Sven Grundmann la cui tesi di dottorato è stata la base del risultante articolo scientifico pubblicato su Science .
“E questo è fino a 247 zeptosecondi, a seconda di quanto distanti nella molecola i due atomi erano dal punto di vista della luce.”
“Abbiamo osservato per la prima volta che il guscio dell’elettrone in una molecola non reagisce alla luce ovunque nello stesso momento. Il ritardo si verifica perché le informazioni all’interno della molecola si diffondono solo alla velocità della luce. Con questa scoperta abbiamo esteso la Tecnologia COLTRIMS a un’altra applicazione “, ha affermato il professor Reinhard Dörner.
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