Зафиксирован самый короткий отрезок времени в природе

Физики зафиксировали самый короткий отрезок времени в природе, измерив разницу во времени между моментами, когда атом поглощает свет и когда в результате этого он теряет электроны, сообщила пресс-служба Института квантовой оптики Макса Планка (Германия). Физики института Мартин Шультце и Владислав Яковлев вместе с коллегами проверили предположение о том, что в процессе фотоэмиссии, когда под действием фотонов электроны покидают атом, отсутствуют паузы во времени между воздействием света и испусканием электронов. Эти события традиционно считались одновременными. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.

Ученые установили, что на самом деле при воздействии света электроны на различных орбиталях атома покидают его не одновременно: задержка составляет очень небольшое, но все же измеримое время — примерно 20 аттосекунд. Аттосекунда представляет собой одну миллиардную от одной миллиардной доли секунды, или 10 в минус 18-й степени секунд, сообщает РИА «Новости».

«Один из электронов покидает атом раньше, чем другой. Поэтому мы смогли показать, что электроны „колеблются“ некоторое время после возбуждения светом, прежде чем покинуть атом», — приводит пресс-служба слова Шультце.

Как пояснил агентству Яковлев, ученые «обстреливали» атомы неона лазером, работающим в ближнем инфракрасном диапазоне. «Выстрелы» длились менее четырех фемтосекунд (10 в минус 15-й степени секунд). Атомы газа под действием импульса начинают излучать высокие гармоники, которые можно преобразовать в импульсы ультрафиолетового излучения длительностью менее 200 аттосекунд.

Таким образом, отметил Яковлев, ученые получили и инфракрасные, и ультрафиолетовые импульсы, синхронизированные во времени — с помощью двух лазеров получить такие импульсы было бы очень трудно. Затем они измерили относительную задержку, с которой электроны с орбиталей 2p и 2s покидают атом под действием излучения.

По словам ученого, физическая теория в данном случае «потерпела небольшое поражение», поскольку ни одной из групп теоретиков не удалось воспроизвести наблюдаемую в эксперименте разницу между моментами «вылета» электронов.

Как сообщается в пресс-релизе, в качестве возможных причин возникновения измеренной задержки ученые выделяют, в частности, возможность взаимодействия электронов не только с ядром атома, но и друг с другом.