247 Zeptosekunden: Die kürzeste jemals gemessene Zeitspanne

Atomphysikern der Universität Frankfurt ist es gelungen, einen neuen Weltrekord aufzustellen. Sie konnten die kürzeste jemals gemessene Zeitspanne erfassen.


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247 Zeptosekunden: So lange dauert es, bis das Licht ein Wasserstoffmolekül durchquert. Das haben Atomphysiker der Goethe Universität Frankfurt herausgefunden. Es ist die kürzeste Zeitspanne, die bisher gemessen werden konnte. Zum besseren Verständnis: Eine Zeptosekunde ist ein Billionstel einer Milliardstelsekunde (10-21 Sekunden) lang.

Um das herauszufinden, haben die Forscher um Prof. Reinhard Dörner Wasserstoffmoleküle mit Röntgenlicht bestrahlt. Die Energie der Röntgenstrahlen stellten die Forscher so ein, dass ein Photon genügte, um beide Elektronen kurz hintereinander aus dem Wasserstoff-Molekül herauszuschlagen. Das dabei entstehende Interferenzmuster konnte dann mit einem speziell dafür entwickelten Mikroskop vermessen werden. So konnten die Atomphysiker bestimmen, wie viel Zeit das Licht benötigte, um von dem einen bis zum anderen Wasserstoffatom zu gelangen. Das Ergebnis veröffentlichten die Forscher im Wissenschaftsmagazin „Science“.


Schematische Darstellung der Zeptosekunden Messung. Das Photon (gelb, von links kommend) erzeugt aus der Elektronenwolke (grau) des Wasserstoffmoleküls (rot: Atomkerne) heraus Elektronenwellen, die interferieren (Interferenzmuster: violett-weiß). Das Interferenzmuster ist ein wenig nach rechts verzerrt, woraus sich ausrechnen lässt, wie lange das Photon von einem Atom zum anderen benötigt hat. (Bild: Sven Grundmann, Goethe-Universität Frankfurt)

Im Jahr 1999 wurde der Nobelpreis an den ägyptischen Chemiker Ahmed Zewail verliehen, der es geschafft hat, den Millionsten Teil eines Milliardsten Teils einer Sekunde zu messen – also eine Femtosekunde. Es ist die Zeitspanne, in der sich chemische Bindungen bilden und zerbrechen. Der hier vermessene Vorgang ist jedoch noch um einige Größenordnungen kürzer.

Quelle: Uni Frankfurt

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