10：06来自法兰克福、汉堡和柏林的物理学家追踪光在分子中的传播。
在测量越来越短的时间跨度的全球竞赛中，法兰克福歌德大学(Goethe University Frankfurt)的物理学家现在已经走在了前列：他们与汉堡加速器设施DESY和柏林弗里茨-哈伯研究所(Fritz-Haber-Institute)的同事们一起，首次测量了一个位于零秒级范围内的过程：光在分子中的传播。天顶秒是十亿分之一秒(10-21秒)。法兰克福。1999年，埃及化学家艾哈迈德·泽维尔(Ahmed Zewail)因测量分子变形的速度而获得诺贝尔奖。他用超短激光闪光创立了飞秒化学：化学键的形成和断裂发生在飞秒范围内。飞秒等于0.000000000000001秒，或10-15秒。现在，歌德大学(Goethe University)的原子物理学家莱因哈德·多尔纳(Reinhard Dörner)教授的团队首次研究了一个比飞秒短几个数量级的过程。他们测量了光子穿过氢分子需要多长时间：分子的平均键长约为247 zeptossec。这是迄今为止成功测量的最短时间跨度。科学家们对汉堡加速器中心DESY的同步加速器光源Petra III发出的X射线照射的氢分子(H2)进行了时间测量。研究人员设定了X射线的能量，使一个光子足以将两个电子逐出氢分子。电子同时表现为粒子和波，因此第一个电子的抛射导致电子波首先在一个原子中发射，然后在第二个氢分子原子中快速相继发射，并合并。光子在这里的表现很像一块平坦的鹅卵石，在水面上掠过两次：当第一次波谷与波峰相遇时，第一次和第二次接触水的波相互抵消，产生了所谓的干涉图案。科学家们使用COLTRIMS反应显微镜测量了第一个被抛出的电子的干涉图案。COLTRIMS反应显微镜是多尔纳帮助开发的一种设备，可以看到原子和分子中的超快反应过程。在干涉图样的同时，COLTRIMS反应显微镜还可以确定氢分子的取向。这里的研究人员利用了这样一个事实，即第二个电子也离开了氢分子，所以剩下的氢核分裂并被探测到。“因为我们知道氢分子的空间取向，我们利用两个电子波的干涉精确计算光子何时到达第一个氢原子，以及何时到达第二个氢原子，#34；Sven Grundmann解释说，他的博士论文构成了”科学“杂志上这篇科学文章的基础。莱因哈德·多尔纳教授补充道：“这最长可达247 zeptossec，这取决于分子中两个原子从光的角度看相距多远。”莱因哈德·多尔纳教授补充道：“我们首次观察到，分子中的电子壳层不会同时对所有地方的光产生反应。”之所以会出现时间延迟，是因为分子内的信息只以光速传播。有了这一发现，我们已经将我们的COLTRIMS技术扩展到了另一个应用领域。出版：Sven Grundmann，Daniel Trabert，Kilian Fehre，Nico Strenger，Andreas Pier，Leon Kaiser，Max Kircher，Miriam Weller，Sebastian Eckart，Lothar Ph.H.Schmidt，Florian Trinter，Till Jahnke，Markus S.Schöffler，Reinhard Dörner：齐普托秒分子光电离中的出生时间延迟。Science https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.abb9318图片下载：http://www.uni-frankfurt.de/93157222标题：零秒级测量示意图。光子(黄色，来自左边)从氢分子(红色：原子核)的电子云(灰色)中产生电子波，它们彼此干涉(干涉图案：紫白色)。干涉图案稍微向右倾斜，这样就可以计算光子从一个原子到达下一个原子所需的时间。法兰克福歌德大学斯文·格伦德曼进一步信息：莱因哈德·多尔纳教授原子物理研究所电话：+49 69798 47003电子邮件：[email protected] http://www.atom.uni-frankfurt.de