247秒！短期测量的世界纪录诞生了

来源：科学日报

光子从氢分子的电子云中产生电子波，这些电子波相互干扰，使科学家能够计算光子从一个原子传播到下一个原子需要多长时间。图片来源：物理学家 Organization.com

北京，10月19日（新华社刘霞）1999年，埃及化学家艾哈迈德·泽维尔（Ahmed Xavier）因使用女性秒（10-15秒）化学技术观察分子中的原子如何在化学反应中移动而获得诺贝尔化学奖。德国科学家在最新一期的《科学》杂志上写道，他们首次研究了一个比飞秒短得多的过程 - 光子通过氢分子的平均时间为247秒（zeptosecond 10-21秒），这是科学家迄今为止成功测量的最短时间，有望帮助科学家更好地了解化学过程。

在最新的研究中，由德国歌德大学的Reinhard Dre教授领导的原子物理学家团队使用汉堡加速器设施的激光源PETRA III的X射线来照射氢分子。

研究人员解释说，光子，就像鹅卵石一样，在水面上两次搅动两波水，在氢分子的电子云中产生电子波，当峰和波谷相遇时，它们会相互抵消，形成所谓的干涉测量图像，使他们能够计算电子从一个原子移动到下一个原子所需的时间。

在实验中，研究人员设置了X射线的能量，使得一个光子足以从氢分子中"去除"两个电子。鉴于电子的二分法，即它们可以表现出粒子和波的性质，电子的喷射导致氢分子的两个原子连续而迅速地发射电子波，最终合并在一起并干扰。

然后，该团队使用COLTRIMS反应显微镜测量了射流电子的干涉图像。COLTRIMS显微镜是在Dre教授的帮助下开发的，使原子和分子内的超快速反应过程清晰可见。在揭示干涉图案的同时，COLTRIMS反应显微镜还可以确定氢分子的取向。

"因为我们知道氢分子的空间方向，所以我们使用两个电子波的干涉来精确计算光子到达两个氢原子的时间：长达247秒，"研究人员说。

"在我们最新的研究中，我们将COLTRIMS技术扩展到新的应用中，"Adder补充道。我们还首次观察到分子中的电子层不会同时与光发生反应，最新的测量结果有望帮助我们更好地了解化学过程。"

主编圈子点

你可能听说过女性秒和秒，但秒更遥远。一个简单的类比，如果我们把1秒当作熟悉的秒，那么真正的秒就变成了多长时间？这几乎是2.8亿年！所以247秒是如此的"转瞬即逝"。虽然我们不知道在如此快的时间内，现实世界的应用程序会改变多少，但这至少是人类测量能力的飞跃。当时间单位变得如此难以理解时，我们是否也能瞥见与时间相关的其他未知领域？