Измерено время движения фотона в молекуле водорода

Интерференционная картина прохождения фотона (желтый) сквозь молекулу водорода (ядра двух атомов обозначены красным) - РИА Новости, 1920, 16.10.2020
Интерференционная картина прохождения фотона (желтый) сквозь молекулу водорода (ядра двух атомов обозначены красным)

Немецкие ученые под руководством профессора Рейнхарда Дёрнера (Reinhard Dörner) из Университета Гете во Франкфурте впервые измерили, сколько времени требуется фотону, чтобы пересечь молекулу водорода. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Исследователи в Гамбурге облучали молекулу водорода Н2 лучами рентгеновского лазера PETRA III на ускорительной установке DESY и реакционного микроскопа COLTRIMS, который делает видимыми сверхбыстрые реакции в атомах и молекулах. Они установили энергию рентгеновских лучей на таком уровне, чтобы одного фотона было достаточно для выброса обоих электронов из молекулы водорода. Выброс первого электрона привел к запуску электронных волн сначала в одном, а затем во втором атоме молекулы водорода. После прохода фотона сквозь молекулу интерференционная картина волн слегка сместилась, что позволило ученым рассчитать, сколько времени требуется фотону, чтобы пройти от одного атома водорода до другого — 247 зептосекунд, 10-21 секунд. Одновременно с интерференционной картиной микроскоп позволил определить ориентацию молекулы водорода, благодаря тому, что оставшиеся без электронов ядра водорода разлетелись в стороны и их обнаружили.

«Зная пространственную ориентацию молекулы водорода, мы использовали интерференцию двух электронных волн, чтобы точно рассчитать, когда фотон достиг первого и второго атома водорода», — приводятся в пресс-релизе университета слова первого автора статьи Свена Грундманна (Sven Grundmann).

«Мы впервые заметили, что электронная оболочка в молекуле не реагирует на свет одновременно и повсюду. Из-за того, что информация внутри молекулы распространяется со скоростью света, происходит задержка по времени», — добавляет Дёрнер.

Ученые планируют в будущем расширить технологию COLTRIMS и использовать ее для изучения других сверхкоротких событий на молекулярном уровне.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *