Pod tą tajemniczą nazwą kryje się wartość rzędu bilionowej części miliardowej części sekundy. Nawet bez pisania liczby zer potrzebnych do opisania zeptosekundy możecie sobie wyobrazić, o jak dokładnych określeniach mowa. Oczywiście pojawiają się pytania, choćby o to, w jakim celu można wykonywać tak szczegółowe pomiary oraz jak są one w ogóle prowadzone.
Czytaj też: DALL-E 2 to nie tylko ciekawostka. Można ją wykorzystać nawet w medycynie
Publikacja na ten temat jest dostępna na łamach Ultrafast Science i opisuje, jak badacze zmierzyli opóźnienie czasowe pomiędzy impulsami skrajnego światła ultrafioletowego emitowanego przez dwa różne izotopy cząsteczek wodoru: H2 i D2. Stało się to w czasie, gdy wchodziły one w interakcje z intensywnymi impulsami lasera podczerwonego. Okazało się, iż owe opóźnienie wynosi mniej niż 3 attosekundy – jedna taka jednostka oznacza jedną trylionową część sekundy.
Wspomniane impulsy powstały z udziałem cząsteczek wystawionych na działanie intensywnych impulsów laserowych w procesie zwanym HHG (high harmonic generation). Ma to miejsce, gdy elektron jest usuwany z cząsteczki przez silne pole laserowe, przyspieszany, a ostatecznie doświadcza rekombinacji z jonem, co prowadzi do przekazania energii w postaci skrajnego promieniowania ultrafioletowego (XUV). Pomiar intensywności spektralnej HHG można wykonać z użyciem spektrometru siatkowego, lecz pomiar fazy stanowi znacznie większe wyzwanie. A to właśnie w tym tkwi rozwiązanie zagadki związanej z czasem trwania różnych etapów procesu emisji.
Przeprowadzone pomiary obejmowały dwa izotopy wodoru
W tym przypadku rozwiązaniem mogą być pomiary interferometryczne, w których dwie repliki fali z precyzyjnie kontrolowanym opóźnieniem nakładają się na siebie. Zjawisko to może mieć charakter konstruktywny bądź destruktywny co jest zależne od opóźnienia i względnej różnicy faz. I choć możliwe jest dokonanie tego z użyciem interferometru, to w przypadku XUV stanowi to wyzwanie, ponieważ konieczne jest utrzymanie stabilnego i precyzyjnego opóźnienia pomiędzy dwoma impulsami skrajnego promieniowania ultrafioletowego.
Wykorzystując przesunięcie fazowe Guoya badacze rozwiązali problem, by później użyć dwóch różnych izotopów wodoru, czyli H2 i D2, które są niemal identyczne i różnią się tylko masą jąder. Te pierwsze poruszają się nieco szybciej, co wynika z ich niższej masy. Dzięki przesunięciu fazowemu pomiędzy dwoma izotopami można wyciągnąć wnioski na temat przesunięcia czasowego, które okazało się wynosić mniej niż 3 attosekundy.
Czytaj też: Woda, która nie zamarza? Naukowcom udało się osiągnąć coś niebywałego w kwantowym świecie
Ponieważ wodór jest najprostszą cząsteczką w przyrodzie i może być modelowany teoretycznie z dużą dokładnością, został wykorzystany w tych eksperymentach typu “proof-of-principle” do analizy porównawczej i walidacji metody. W przyszłości technika ta może być wykorzystana do pomiaru ultraszybkiej dynamiki różnych procesów indukowanych światłem w atomach i cząsteczkach z niespotykaną rozdzielczością czasową. podsumowuje Litvinyuk