247仄秒!短時測量世界紀錄誕生

2021-01-19 環球網

本文轉自【科技日報】；

科技日報北京10月19日電 （記者劉霞）1999年，埃及化學家艾哈邁德·澤維爾因使用飛秒（10-15秒）化學技術，觀察到分子中的原子在化學反應中如何運動榮膺諾貝爾化學獎。日前，德國科學家在最新一期《科學》雜誌撰文稱首次研究了一個發生時長比飛秒短得多的過程——他們測量出光子穿過氫分子所花費的平均時間為247仄秒（zeptosecond 10-21秒），這是迄今科學家成功測量的最短時間，有望幫助科學家更好地理解化學過程。

在最新研究中，德國歌德大學萊因哈德·德勒教授領導的原子物理學家團隊，用漢堡加速器設施電子同步加速器上的雷射源PETRA Ⅲ發出的X射線照射氫分子，對其開展了時間測量。

研究人員解釋稱，光子就像兩次在水面激起兩股水波的鵝卵石，會在氫分子的電子云中產生電子波，這些電子波的波峰和波谷相遇時會相互抵消，形成所謂的幹涉圖像，他們藉此可以計算電子從一個原子到下一個原子所需的時間。

在實驗中，研究人員設定了X射線的能量，使一個光子足以將兩個電子從氫分子中「剔出」。鑑於電子具有波粒二象性，即可以同時表現出粒子和波的特性，因此電子的噴射導致氫分子的兩個原子連續快速發出電子波，這兩股電子波最終合併在一起，並發生幹涉。

隨後，研究團隊使用COLTRIMS反應顯微鏡測量了噴射電子的幹涉圖像。COLTRIMS顯微鏡由德勒教授幫助開發，能使原子和分子內的超快反應過程清晰可見。在揭示幹涉圖樣的同時，COLTRIMS反應顯微鏡還可以確定氫分子的方位。

研究人員稱：「由於我們知道了氫分子的空間方位，因此我們使用兩個電子波的幹涉來精確計算光子分別到達兩個氫原子的時間：最多為247仄秒。」

德勒補充說：「在最新研究中，我們將COLTRIMS技術擴展到了新的應用領域。我們也首次觀察到，分子內的電子層不會同時與光起反應，最新測量有望幫助我們更好地理解化學過程。」

總編輯圈點

你可能聽過飛秒和阿秒，但仄秒就比較冷僻了。簡單類比一下，如果把1仄秒時間當成我們熟悉的一秒鐘，那麼真實的一秒鐘又變成了多久呢？差不多要2.8億億年！所以說247仄秒就是如此一個貨真價實的「轉瞬即逝」。雖然我們不知道測到一個這麼快的時間，對現實應用會有什麼改變，但這至少是人類測量能力的一次飛躍性提升。而且當時間單位變得如此難以理解，我們是不是也可以一窺與時間相關的其他未知領域的衣角呢？

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  • 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?
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  • 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。
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  • 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。該團隊測量了一個光子在氫分子長度上移動所需的時間，發現它發生的時間僅為247仄秒，即2.47X10^-19秒。微觀世界蘊含著許多奧秘，不僅僅是因為萬物如此微小，還因為這一切發生的速度快得令人難以置信。
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    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。
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    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  olivia chan • 2020-10-19 12:02:52　來源：前瞻網　E2718G0
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    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。2016年，850仄秒（zeptosecond），即8.5X10^-19秒。
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    1999年，諾貝爾化學獎得主艾哈邁德·澤韋爾將研究化學反應的時間尺度縮至飛秒，即10^-15秒，一千萬億分之一秒； 2004年，100阿秒，即10^-16秒，一億億分之一秒； 2010年，12阿秒，即1.2X10^-17秒； 2016年，850仄秒（zeptosecond
  • 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。
  • 仄秒（10^-21s）：最短時間的新紀錄
    他們測量了一個光子穿過一個氫分子需要多長時間。答案是大約247仄秒。一仄秒是一百萬分之一飛秒（10-21s）。這是目前為止人類測量到的最短時間間隔。 為了測量這麼短的時間，他們用X射線照射氫分子（H2）。他們調整X射線的頻率，使得單個光子有足夠的能量將氫分子裡的兩個電子都打出來。這裡打一個比方。打水漂時，向水面水平扔一個石頭，石頭會前後多次觸碰水面。
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    rner 領導的原子物理學家團隊測量出了創紀錄的最短時間——247 仄秒（zeptosecond，1 仄秒為 10?21 秒）。該發現在 10 月 16 日發表於《科學》（Science），有望幫助科學家更好地理解化學過程。 據《科技日報》報導，該團隊用漢堡加速器設施電子同步加速器上的雷射源 PETRA Ⅲ 發出的 X 射線照射氫分子。
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    ——新華網5247仄秒！短時測量世界紀錄誕生圖片來源：物理學家組織網1999年，埃及化學家艾哈邁德·澤維爾因使用飛秒（10-15秒）化學技術，觀察到分子中的原子在化學反應中如何運動榮膺諾貝爾化學獎。日前，德國科學家在最新一期《科學》雜誌撰文稱首次研究了一個發生時長比飛秒短得多的過程——他們測量出光子穿過氫分子所花費的平均時間為247仄秒（zeptosecond 10-21秒），這是迄今科學家成功測量的最短時間，有望幫助科學家更好地理解化學過程。