سجل فريق علماء ألمان، أقصر فاصل زمني على الإطلاق، مما ساعدهم على أن يقيسوا المدة التي تستغرقها جزيئة من الضوء حتى تعبر جزيئا واحدا فقط من الهيدروجين.
ويرى خبراء أن هذا الاكتشاف يتوّج جهودا عالمية حثيثة من أجل قياس فواصل زمنية متناهية القصر في الفيزياء، ولم يجر تسجيلها من قبل.
الزيبتو ثانية.. أصغر وحدة زمنية
ويعرف علم الفيزياء، الوحدة القيسية «الزيبتو ثانية» بأنها تساوي واحدا على تريليون مليار من الثانية، أي ما يعادل رقما يليه 20 صفرا.
ويعد هذا الفاصل القصير بشكل كبير جدا، استغرق 247 «زيبتو ثانية»، والمعروف في الفيزياء هو أن «الزيبتو ثانية» جزء من أجزاء الثانية الكثيرة، وفقًا لشكبة «سي إن بي سي» الإخبارية الأمريكية.
وقام فريق بحثي من جامعة «غوت» بفرانكفورت ومؤسسة «ماكس بلانك» في برلين ومركز «ديسي» البحثي بهامبورغ.
واستطاع هؤلاء العلماء أن يقيسوا فاصلا أقصر في الزمن، وتم نشر نتائج الدراسة في مجلة «ساينس» العلمية، في السادس عشر من أكتوبر الجاري.
كيف تم قياس أجزاء الثانية؟
وقام الباحثون بتسليط أشعة من جهاز مسرّع على جزيئة من الهيدروجين، وهذه الأخيرة تضم اثنين من البروتونات إلى جانب اثنين من الإلكترونات.
وأوضح العلماء أنهم استخدموا جزيئة واحدة فقط من الضوء، أي فوتونا واحدا، من أجل تحفيز الإلكترونات، وفي مرحلة موالية، استعانوا بتفاعلات سريعة من قبل "ليزر" بأشعة تحت حمراء حتى يرصدوا ما وقع بعد ذلك.
وحينما تم تسليط الفوتون على جزيئة الهيدروجين، تم إطلاق إلكترون في بداية الأمر، وبعد ثانية من ذلك، حدثت موجات سمحت للعلماء بأن ينجزوا عملية القياس.
وقال الباحث ستيف غروندمان، وهو الأكاديمي الذي أنجز أهم جزء من الدراسة «منذ أن عرفنا التوجه المكاني لجزيئة الهيدروجين، اعتمدنا على تداخل موجات الإلكترونَيْن من أجل تسجيل لحظة وصول الفوتون، على نحو أدق، فضلا عن رصد لحظة الوصول إلى ذرة الهيدروجين الثانية».
وأورد العلماء أن هذه العملية برمتها تطلبت 247 «زيبتو ثانية» من الفوتون حتى يعبر جزيئة الهيدروجين، لكن الأمور تتغير بحسب المدة التي تفصل بين الذرات في جزيئة الهيدروجين حينما يجري تسليط الفوتون.
وربما يتساءل البعض حول الفائدة من هذه القياسات، وهنا يقول الخبراء إنهم يستفيدون من النتائج من أجل قياس أدق لتغييرات الذرة من خلال ما يعرف بتأثير "الكهروضوئية".
التسلسل الزمني لاكتشاف أجزاء الثانية
وقدّم العبقري الألماني، ألبرت أينشتاين، نظريته الشهيرة بشأن تأثير "الكهروضوئية" في سنة 1905، فقدم وصفا للظاهرة التي تحصل عندما تنبعث الإلكترونات من الذرة، من جرّاء تعرضها للضوء.
وفي سنة 1999، قام العالم المصري، أحمد زويل، باستخدام نبضات "ليزر" متناهية الصغر من أجل ملاحظة كيف تشهد الجزيئات تغييرا على مستوى الشكل.
واستطاع زويل الذي فاز بجائزة نوبل في الكيمياء، عقب ذلك، أن يقيس التغييرات الطفيفة في وحدة قياس زمنية تعرف بـ"الفيمتو ثانية" وهي مليون مليار جزء من الثانية.
اقرأ أيضًا:
عمرها يعود إلى 2000 عام.. اكتشاف مذهل لصورة قط عملاق في بيرو