אל תנסו אפילו ללכוד זפטוזקונד בעזרת שעון עצר של פוסטר. פרוסת הזמן הזעירה הזו היא שבריר שנייה - כל כך קטנה שהיא שווה למספר אחד שישב 21 מקומות מאחורי הנקודה העשרונית, טריליון של מיליארדית השנייה, מדווחת רבקה בויל ב- New Scientist . וחוקרים במכון מקס פלאנק בגרמניה מדדו סוף סוף שינויים דקים בתוך אטום בסולם הזפטוזקונד.
החוקרים השיגו הישג זה בזמן שלמדו את האפקט הפוטואלקטרי שנקרא בפעולה. אלברט איינשטיין תיאר את מוזר האור המסובך הזה בשנת 1905, לאחר מכן זכה בפרס נובל לפיזיקה על הסברו על מושג מכונן זה. האפקט הפוטואלקטרי מראה שאור יכול לפעול כגל וכחלקיק כאחד. כאשר פוטון, או חלקיק אור, של אנרגיה מסוימת מכה באלקטרון, הוא יכול לשחרר את האלקטרון מהאטום שלו. הפוטון מוציא את האלקטרון בתהליך שנקרא הפליטה פוטו, הבסיס שמאחורי אנרגיה סולארית.
כעת החוקרים תפסו למעשה את פליטת האלקטרונים מאטומי הליום, ומודדים את משך הזמן הקטן ביותר שלוקח להזרקת האלקטרון לאחר שביתת הפוטונים. כדי למדוד את האירוע, הפיזיקאי השתמש בציוד שנקרא מצלמת סטרט אטוסקונד, המורכבת משני לייזרים של ירי קל שונה בפרצים קצרים במיוחד, כותב סטיוארט ווילס ב- Optics and Photonics News. החוקרים כיוונו את המצלמה לכיוון סילון של הליום - גז פשוט יחסית, המורכב מאטומים שיש להם רק שני אלקטרונים כל אחד.
הלייזר הראשון היה קרן אולטרה סגולה במיוחד שנועדה לרגש את ההליום מספיק בכדי לוותר על אחד האלקטרונים שלו, תוך ירי של 100 פעימות אטו-שניות (Attosecond אחד הוא 10-18 שניות בלבד). הלייזר השני היה כמעט אינפרא אדום ומשמש לכידת האלקטרונים הנמלטים בפעולה, תוך ירי במשך ארבע פמטוס שנייה בכל פעם (פמטוס שנייה בודד הוא 10-15 שניות בלבד).
כאשר האטום הליום פלט אלקטרון, הלייזר האינפרא אדום זיהה את הפליטה, ומאפשר לחוקרים לחשב את משך האירוע עד 850 זפטוזקונד. הניסוי הראה כי לאטום הליום לוקח בין 7 ל -20 attoseconds כדי להפיץ את אחד האלקטרונים שלו, מדווח בויל. תוצאות המחקר פורסמו השבוע בכתב העת Nature Physics.
תוצאות הניסוי מעניקות לחוקרים תובנה מסוימת כיצד פועל תהליך קוונטי זה, כותב בויל, ויכול להיות שיום אחד יעיל במחשוב קוונטי ומוליכות על.
"תמיד יש יותר מאלקטרון אחד. הם תמיד באינטראקציה. הם תמיד ירגישו זה את זה, אפילו במרחקים גדולים ", אומר ראש צוות מרטין שולצה לבויל. "דברים רבים נעוצים באינטראקציות של אלקטרונים בודדים, אך אנו מתייחסים אליהם כדבר קולקטיבי. אם אתה באמת רוצה לפתח הבנה מיקרוסקופית של האטומים, ברמה הבסיסית ביותר, אתה צריך להבין איך אלקטרונים מתמודדים זה עם זה. "
שולצה אומר לווילס שהצוות משתמש בהליום, אחד האטומים הפשוטים ביותר, כדי לאמת את השיטות שלהם וליצור מדידות לאופן האינטראקציה של אלקטרונים ופוטונים מרובים. עבודת צירי זמן זעירים אלה עם אטומים פשוטים היא הצעד הראשון להבנת יותר אטומים עם יותר אלקטרונים.
