247 zeptosegundos (miltrillonésimas de un segundo) es el nuevo récord de tiempo más corto medido

Investigadores del laboratorio de Reinhard Dorner, en la Universidad de Frankfurt, han realizado la medición del tiempo más corta hasta ahora en una molécula de hidrógeno (H2) que irradiaron con rayos X de la fuente láser de rayos X PETRA III en la instalación de aceleración DESY de Hamburgo. Concretamente, midieron el tiempo que tarda un fotón en cruzar una molécula de hidrógeno.

Este lapso es solo de solo 247 zeptosegundos, es decir 247 miltrillonésimas de un segundo, un proceso que es más corto que los femtosegundos en magnitud.

Más allá de los femtosegundos

Los científicos midieron el patrón de interferencia del primer electrón expulsado utilizando el microscopio de reacción COLTRIMS, un aparato que Dörner ayudó a desarrollar y que hace visibles los procesos de reacción ultrarrápidos en átomos y moléculas. Simultáneamente con el patrón de interferencia, el microscopio de reacciones COLTRIMS también permitió la determinación de la orientación de la molécula de hidrógeno.

El fotón (amarillo, procedente de la izquierda) produce ondas de electrones que salen de la nube de electrones (gris) de la molécula de hidrógeno (rojo: núcleo), que interfieren entre sí (patrón de interferencia: violeta-blanco). El patrón de interferencia está ligeramente sesgado hacia la derecha, lo que permite calcular cuánto tiempo requirió el fotón para pasar de un átomo al siguiente.

Según explica Sven Grundmann, cuya tesis doctoral forma la base del estudio publicado en Science:

Como conocíamos la orientación espacial de la molécula de hidrógeno, usamos la interferencia de las dos ondas de electrones para calcular con precisión cuándo el fotón alcanzó el primero y cuándo alcanzó el segundo átomo de hidrógeno. Y esto es hasta 247 zeptosegundos, dependiendo de qué tan separados estén los dos átomos en la molécula desde la perspectiva de la luz.

Para nombrar algunas cantidades diminutas se emplean los siguientes prefijos: