Kortste tijdspanne tot nu toe gemeten

Naomi Vreeburg

2020-10-19 15:00:00

zeptoseconden

Een lichtdeeltje doet er slechts 247 zeptoseconden over om langs een waterstofmolecuul te reizen, zo hebben natuurkundigen onlangs geregistreerd.

De Egyptische scheikundige Ahmed Zewail ontving in 1999 de Nobelprijs voor het achterhalen van de snelheid waarmee chemische verbindingen afbreken en weer worden opgebouwd. Dit gebeurt in femtoseconden, oftewel in 10-15 seconden, oftewel in 0,000000000000001 seconden. Ter vergelijking: het knipperen van je ogen duurt ongeveer 0,3 seconden.

Natuurkundigen van de Goethe-universiteit in de Duitse stad Frankfurt hebben nu een proces gemeten dat nog een stuk sneller gaat dan de op- en afbouw van de chemische verbindingen. De onderzoekers hebben geregistreerd hoelang (of eerder: hoe kort) een lichtdeeltje erover doet om de lengte van een waterstofmolecuul te overbruggen.

Lees ook:

Deeltjesversneller

Het lichtdeeltje (het foton) reist in 247 zeptoseconden langs het waterstofmolecuul. Een zeptoseconde is 10-21 – ofwel 0,0000000000000000000001 – seconden. En hiermee vestigen de natuurkundigen een record: nog nooit eerder hebben onderzoekers zo’n korte tijdspanne met succes gemeten.

Hoe? Hiervoor maakten de natuurkundigen gebruik van PETRA III. Met de röntgenlaser van deze deeltjesversneller schoten ze röntgenstralen – die bestaan uit lichtdeeltjes – richting een waterstofmolecuul. De onderzoekers stelden de laser zo af dat een enkel foton genoeg was om de twee elektronen waaruit een waterstofmolecuul bestaat uit te werpen.

Golven

Dit proces kun je vergelijken met een plat steentje dat over het water stuitert wanneer je het gooit. Eerst werpt het foton het ene elektron uit het waterstofmolecuul, gevolgd door het andere, waardoor twee golfpatronen ontstaan. De interferentie van deze twee golven en de positie van het waterstofmolecuul tijdens de interactie kunnen onderzoekers meten met een speciale microscoop.   

“Doordat we de positie van het waterstofmolecuul wisten, gebruikten we de interferentie van de twee elektrongolven om nauwkeurig te berekenen wanneer het foton het eerste en wanneer het foton het tweede elektron bereikte”, zegt Sven Grundmann, een van de Duitse onderzoekers, in het persbericht. En de tijd daartussen bleek dus 247 zeptoseconden. We moeten nog maar eens een paar keer (traag) met onze ogen knipperen voordat dit getal bij ons binnenkomt…

Bronnen: Science, Live Science

Beeld: DESY/Heiner Müller-Elsner

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Nieuws