物理突破,科學家測量到了有史以來最短的時間間隔

2021-01-13 老胡說科學

齊普秒是什麼?

這是由德國歌德大學的萊因哈德·多納領導的研究小組在實驗過程中確定的可能測量的最短時間單位。簡化一下,就是一個輕粒子穿過一個氫分子所花費的時間,量化為齊普秒。1齊普秒 為10^(-21)秒。

法蘭克福歌德大學的研究人員測量結果的示意圖,一個光子(黃色)穿過氫分子(兩個紅色原子核),這產生了研究人員測量到的幹涉圖樣。事實上,研究人員能夠測量光子穿過氫分子所需要的時間,他們自己測量的時間是247齊普秒。齊普秒是用絕對數字衡量的最短時間單位,相當於十億分之一秒的萬億分之一。還有更短的時間單位,但它們只是在概念層面上制定的,從來沒有在實驗室中測量過,其中最短的是所謂的「普朗克時間」。

齊普秒,比飛秒還短

這一精度遠遠超過了埃及化學家艾哈邁德·澤威爾所測得的飛秒,即十億分之一秒的百萬分之一秒。艾哈邁德·澤威爾因研究化學反應的過渡狀態而獲得1999年諾貝爾獎。

早在2016年,研究人員就已經能夠確定850齊普秒的時間框架,從那以後,科學家開始在物理學上討論齊普秒。

正如研究人員所說的那樣,飛秒,這個用來測量化學鍵破裂和形成時間的理想工具,已經不足以測量光穿過一個粒子(在這裡是一個單個氫分子)所需要的時間。

他們是怎麼做到的?

為了實現這一目標,科學家們對一個氫分子進行了x射線照射。研究人員設定了x射線能量,使一個光子足以從氫分子中射出兩個電子。電子既表現為粒子又表現為波,因此氫原子分子中第一個電子的射出,會產生電子波,首先在氫原子分子的一個原子中發射,然後在第二個原子中發射,連續快速地發射,直到兩種波融合。

光子穿過氫分子需要多長時間?

科學家們測量了第一個發射電子的幹涉圖案,然後利用了第二個電子也從氫分子中射出的事實,這樣剩下的氫原子核就分離出來並被檢測到。總共花了247齊普秒!

「因為我們知道氫分子的空間方向,我們使用兩種電子波的幹涉來精確計算光子何時到達第一個和何時到達第二個氫原子,」研究人員解釋說。這一過程可以持續247齊普秒,具體時間取決於分子中兩個原子的距離。

相關焦點

  • 科學家測量出有史以來最短時間間隔:僅為247仄秒
    據外媒報導,一組科學家測量了有史以來最短的時間單位,測量了一個光粒子穿過氫分子所需的時間。科學家測得的最短時間間隔為247仄秒(zeptosecond),即2.47X10^-19秒。研究人員在2016年能夠以增量的方式測量時間,最小到850仄秒。
  • 科學家測量出有史以來最短時間間隔:僅為247仄秒
    據外媒報導,一組科學家測量了有史以來最短的時間單位,測量了一個光粒子穿過氫分子所需的時間。科學家測得的最短時間間隔為247仄秒(zeptosecond),即2.47X10^-19秒。研究人員在2016年能夠以增量的方式測量時間,最小到850仄秒。
  • 新實驗完成了有史以來最短的時間測量
    科學家普遍認為,在已知物理學定律的尺度邊界上,最小的時間尺度是普朗克時間,約5.4×10-44秒,也就是以真空光速通過然而,人類現有的測量技術還無法企及這一時間尺度。在更短、更快的探索道路上,科學家始終在嘗試突破。
  • 有史以來最短的時間單位被科學家們記錄了下來
    幹涉圖稍微向右傾斜,研究人員可以計算出光子從一個原子到下一個原子的時間。科學家們測量了有史以來最短的時間單位:一個輕粒子穿過氫分子所需的時間。記錄在案的時間是247zeptoseconds。一個zeptosecond是十億分之一秒的萬億分之一,或者是一個小數點後跟21個零和1。
  • 測量到有史以來最短時間,它是十億分之一秒的萬億分之一
    137億年,是我們測得的最長時間,它也是宇宙的年齡。我們的太陽也有50億年的壽命了,地球上生命也存在了至少35億年。與這些相比,人類百年的壽命可謂是轉瞬即逝。當然,還有比這更短的時間單位。日常生活中,我們用到的最短時間單位為秒,但是在一些科學實驗中,秒已經不夠精確了,他們測量的是比秒小得多的納秒、皮秒、飛秒等。
  • 科學家測量出史上最短時間間隔 0.000000000000000000247秒
    【環球網科技綜合報導】10月19日消息,據外媒報導,近日一組德國科學家測量出了有史以來最短的時間間隔——247仄秒(zeptosecond),這也是一個光粒子穿過氫分子所需的時間。此前在2016年,科學家曾測量出850仄秒的最短時間間隔。值得一提的是,與很多人聽說過的「飛秒」相比,仄秒的準確度大幅提升。事實上,1飛秒為10^-15秒,1999年,艾哈邁德·澤維爾(Ahmed H. Zewail)曾因飛秒的相關研究成果獲得了諾貝爾化學獎。
  • 科學家測量出史上最短時間間隔 僅有247仄秒
    【環球網科技綜合報導】10月19日消息,據外媒報導,近日一組德國科學家測量出了有史以來最短的時間間隔——247仄秒(zeptosecond),這也是一個光粒子穿過氫分子所需的時間。據介紹,1仄秒為10^-21秒,247仄秒則相當於2.47X10^-19秒。
  • 《科學》:測到有史以來最短時間間隔,247仄秒!有什麼用?
    最小的時間單位是普朗克時間,是光在真空裡飛過一個普朗克長度所需的時間,大約是5.4X10^-44秒,理論上這是最小的可測量時間間隔。那麼人類實際測量到的最短時間間隔是多少呢?隨著現代科技的發展,我們可以測量的時間間隔也越來越短。
  • 《科學》:測到有史以來最短時間間隔,247仄秒!有什麼用?
    答案是:時間是一份一份的。最小的時間單位是普朗克時間,是光在真空裡飛過一個普朗克長度所需的時間,大約是5.4X10^-44秒,理論上這是最小的可測量時間間隔。 那麼人類實際測量到的最短時間間隔是多少呢?
  • 科學家測得最短時間間隔,只有247仄秒
    導讀:在過去的幾十年裡,科學家已經能夠使用飛秒雷射脈衝來測量這些超短事件。但新的測量方法將其放大得更遠,相比之下,飛秒顯得很慢。研究人員發現,一個光子穿過一個氫分子的時間約為247仄秒。據外媒New Atlas報導,德國的物理學家測出了有史以來最短的時間間隔
  • 科學家測得最短時間間隔,只有247仄秒!光速運動只能走過氫分子的距離
    導讀:在過去的幾十年裡,科學家已經能夠使用飛秒雷射脈衝來測量這些超短事件。但新的測量方法將其放大得更遠,相比之下,飛秒顯得很慢。
  • 科學家測出最短時間間隔,僅有247仄秒,這是種什麼樣的概念?
    科學家測出最短時間間隔,僅有247仄秒,這是種什麼樣的概念?對於我們人類來說,可能我們感知的最短的時間概念就是一秒鐘。一秒鐘之中可以發生很多的事情,比如蜜蜂一秒鐘扇動100次翅膀,子彈一秒內飛行100米,光速一秒鐘內飛行30萬公裡。
  • 247×10^-21秒:人類實際測量到的最短時間
    科學家已測量出有史以來最短暫的時間進程:輕粒子穿過氫分子所花費的時間。新的記錄是247仄秒(zeptosecond)。1仄秒=0.000000000000000000001秒,小數點後跟20個零。測量最短的時間跨度,是為了理解化學過程中,分子和原子間實際的作用:如化學鍵斷裂時究竟發生了什麼。相應的學科被稱為飛秒化學,由1999年諾貝爾化學獎獲得者艾哈邁德·澤維爾(Ahmed H.Zewail)創立。大家不妨猜猜澤維爾的獲獎理由——創立了飛秒化學。很巧啊有沒有。
  • 科學家測量出史上最短時間單位:247仄秒 1秒對它來說像是億萬年
    原標題:科學家測量出史上最短時間單位:247仄秒,1秒對它來說像是億萬年   最近科學家已經測量出了歷史上最短的時間單位:一個光粒子穿過一個氫分子所需要的時間。
  • 科學家測量出史上最短時間單位:247仄秒,1秒對它來說像是億萬年
    最近科學家已經測量出了歷史上最短的時間單位:一個光粒子穿過一個氫分子所需要的時間。實際上,在日常生活中,我們通常以秒作為最小的計時單位,我們在一呼一吸之間所用的時間通常都有好幾秒。而在體育比賽中,比如百米賽跑所用的時間精確到1%秒。但這也並不是最小的時間單位,秒之後還有毫秒(ms)、微秒(µs)、納秒(ns)、皮秒(ps)、飛秒(fs)、阿秒(as)、仄秒(zs)。而最小的時間單位是普朗克時間,是光在真空裡飛過一個普朗克長度所需的時間,大約是5.4X10^-44秒,理論上這是最小的可測量時間間隔。但目前人類尚無法達到這一高度。
  • 科學家測出了光子穿過氫分子所用的時間,一秒鐘是它的五百億億倍
    ,科學家目前也沒有辦法去測量它到底有多小。那麼目前科學家們能夠測到的最小的時間幅度有多小呢?10月16日,德國歌德大學的科學家測量出了有史以來最短的時間間隔——247那麼274仄秒這麼短的時間幅度是怎樣測量出來的呢?
  • 有史以來最短波長的VCSEL誕生
    打開APP 有史以來最短波長的VCSEL誕生 MEMS 發表於 2021-01-04 13:54:21 據麥姆斯諮詢報導,瑞典查爾姆斯理工大學
  • 一眨眼大約是0.3~0.4秒,人類能測量到的最短時間是多少?
    秒是我們生活中常用的最短的時間單位。短跑名將博爾特創造的100米短跑世界紀錄是9.58秒,它已經代表了某種人類生理極限。我們常說的「一眨眼的功夫」,大約是0.3~0.4秒。但這些離「最短時間」的極限還差很遠。
  • 2020年地球的自轉速度異常快,科學家觀測到有史以來最快的28天
    在2020年,科學家記錄到的地球自轉速度比以往任何時候都要快,科學家已經觀測到了有史以來最快的28天。  2020年地球的自轉速度異常快。原子鐘的精確度令人難以置信,去年捕捉到的28天,比1960年開始記錄以來的任何其他日子都要快。1973年以來最短的一天發生在2005年7月5日,這一天的時長比86400秒縮短了1.0516毫秒。
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    這是新澤西理工學院現在開放的擴展歐文斯谷太陽能陣列(EOVSA)射電望遠鏡,捕獲到的第一批每時每刻耀斑。在《科學》期刊上發表的一項研究中,記錄這些圖像的太陽能科學家,有史以來第一次準確地確定了爆炸釋放的能量,將噴出的等離子體加熱到10億攝氏度。