Science
15.11.2016

850 Zeptosekunden: Bisher kleinste Zeiteinheit gemessen

Österreichische und deutsche Forscher haben die Flucht von Elektronen aus einem Atom mit einer Rate von 850 Zeptosekunden gemessen, der bisher kleinsten erfassten Zeiteinheit.

Die TU Wien und das deutsche Max Planck Institute für Quantenoptik hat mit neuen Messungen einen Rekord aufgestellt. Ein deutsches Forscherteam hat mit Laserpulsen die Flucht von Elektronen aus einem Helium-Atom angeregt. Durch die Verwendung eines weiteren Lasers konnte die Abspaltung des Elektrons aus dem Atom beobachtet werden. Die theoretische Vorarbeit zu diesem Experiment stammt vom Team um Joachim Burgdörfer an der TU Wien.

Winziger Sekundenbruchteil

Mittels unterschiedlichen Laserpulsen im Ultraviolett- und Infrarot-Spektrum, die zwischen 100 Attosekunden und vier Femtosekunden lang dauerten und statistischen Verfahren konnte das Messintervall auf 850 Zeptosekunden eingeschränkt werden. Eine Zeptosekunde sind 0,000000000000000000001 (oder 10 hoch -21) Sekunden.

Mit den Messungen wollten die Forscher erfahren, wie lange es dauert, bis ein Elektron seinen Quantenzustand von der Begrenztheit eines Atoms zu einem freien Elektron verändert, berichtet New Scientist. Erkenntnisse darüber sollen der Erforschung des Quantenverhaltens von Atomen nutzen.

Allmählich statt plötzlich

Außerdem liefert das Experiment neue Einblicke in die Physik ultrakurzer Zeitskalen. Was man vor wenigen Jahrzehnten noch als "plötzlich" oder "instantan" gesehen hat, lässt sich heute als zeitliche Entwicklung betrachten, die man berechnen, messen und sogar kontrollieren kann. Das hilft nicht nur dabei, die grundlegenden Gesetze der Natur besser zu verstehen, es ermöglicht auch neue Methoden, die Materie auf kleinster Skala zu manipulieren.

Die Ergebnisse der Forscher wurden im Fachjournal Nature Physics veröffentlicht.