Ученые зафиксировали 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.

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.