Gli scienziati hanno misurato il tempo impiegato da una particella di luce per attraversare una molecola di idrogeno. Ecco lo zeptosecondo

Gli scienziati hanno misurato il tempo impiegato da una particella di luce per attraversare una molecola di idrogeno. Risultato? 247 zeptosecondi. Uno zeptosecondo è un trilionesimo di miliardesimo di secondo, o un punto decimale seguito da 20 zeri e un 1. Ci vogliono femtosecondi perché i legami chimici si rompano e si formino, ma ci vogliono zeptosecondi perché la luce viaggi attraverso una singola molecola di idrogeno (H2). Per misurare questo brevissimo viaggio, il fisico Reinhard Dörner dell’Università Goethe in Germania ha letteralmente “sparato” raggi X dalla PETRA III al DESY, un acceleratore di particelle che si trova ad Amburgo.

Cos’è e quanto dura uno zeptosecondo

Credit: Università di Francoforte

I ricercatori hanno impostato l’energia dei raggi X in modo tale che un singolo fotone espellesse i due elettroni dalla molecola di idrogeno, un po’ come un sasso che salta sopra la superficie dell’acqua. Queste interazioni hanno creato un modello d’onda chiamato modello di interferenza, che Dörner e i suoi colleghi hanno potuto misurare con uno strumento chiamato microscopio di reazione COLTRIMS. È un rilevatore di particelle molto sensibile in grado di registrare reazioni atomiche e molecolari estremamente veloci.

I risultati dello studio

“Poiché conoscevamo l’orientamento spaziale della molecola di idrogeno, abbiamo utilizzato l’interferenza delle due onde di elettroni per calcolare con precisione quando il fotone ha raggiunto il primo e quando ha raggiunto il secondo atomo di idrogeno”, spiegano gli scienziati. La misurazione essenzialmente cattura la velocità della luce all’interno della molecola.

“Abbiamo osservato per la prima volta che il guscio elettronico di una molecola non reagisce alla luce ovunque nello stesso momento”, hanno aggiunto. “Il ritardo si verifica perché le informazioni all’interno della molecola si diffondono solo alla velocità della luce”.

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