247秒！短期測量的世界紀錄誕生了

來源：科學日報

光子從氫分子的電子雲中産生電子波，這些電子波互相幹擾，使科學家能夠計算光子從一個原子傳播到下一個原子需要多長時間。圖檔來源：實體學家 Organization.com

北京，10月19日（新華社劉霞）1999年，埃及化學家艾哈邁德·澤維爾（Ahmed Xavier）因使用女性秒（10-15秒）化學技術觀察分子中的原子如何在化學反應中移動而獲得諾貝爾化學獎。德國科學家在最新一期的《科學》雜志上寫道，他們首次研究了一個比飛秒短得多的過程 - 光子通過氫分子的平均時間為247秒（zeptosecond 10-21秒），這是科學家迄今為止成功測量的最短時間，有望幫助科學家更好地了解化學過程。

在最新的研究中，由德國歌德大學的Reinhard Dre教授上司的原子實體學家團隊使用漢堡加速器設施的雷射源PETRA III的X射線來照射氫分子。

研究人員解釋說，光子，就像鵝卵石一樣，在水面上兩次攪動兩波水，在氫分子的電子雲中産生電子波，當峰和波谷相遇時，它們會互相抵消，形成所謂的幹涉測量圖像，使他們能夠計算電子從一個原子移動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，使得一個光子足以從氫分子中"去除"兩個電子。鑒于電子的二分法，即它們可以表現出粒子和波的性質，電子的噴射導緻氫分子的兩個原子連續而迅速地發射電子波，最終合并在一起并幹擾。

然後，該團隊使用COLTRIMS反應顯微鏡測量了射流電子的幹涉圖像。COLTRIMS顯微鏡是在Dre教授的幫助下開發的，使原子和分子内的超快速反應過程清晰可見。在揭示幹涉圖案的同時，COLTRIMS反應顯微鏡還可以确定氫分子的取向。

"因為我們知道氫分子的空間方向，是以我們使用兩個電子波的幹涉來精确計算光子到達兩個氫原子的時間：長達247秒，"研究人員說。

"在我們最新的研究中，我們将COLTRIMS技術擴充到新的應用中，"Adder補充道。我們還首次觀察到分子中的電子層不會同時與光發生反應，最新的測量結果有望幫助我們更好地了解化學過程。"

主編圈子點

你可能聽說過女性秒和秒，但秒更遙遠。一個簡單的類比，如果我們把1秒當作熟悉的秒，那麼真正的秒就變成了多長時間？這幾乎是2.8億年！是以247秒是如此的"轉瞬即逝"。雖然我們不知道在如此快的時間内，現實世界的應用程式會改變多少，但這至少是人類測量能力的飛躍。當時間機關變得如此難以了解時，我們是否也能瞥見與時間相關的其他未知領域？