Was ist eine Femtosekunde?

Eine Femtosekunde ist eine unglaublich kleine Zeiteinheit, die manchmal für präzise Messungen in physikalischen Wissenschaften wie Chemie und Physik verwendet wird. Eine Billiardstelsekunde entspricht einer Femtosekunde; Das bedeutet, dass eine Billiarde Femtosekunden, das entspricht einer Milliarde mal einer Million Femtosekunden, eine Sekunde ausmachen. In der wissenschaftlichen Notation entspricht eine Femtosekunde 1x10 -fünfzehn Sekunden. Um es in Zusammenhang zu bringen: Selbst die schnellsten chemischen Reaktionen werden in Hunderten von Femtosekunden gemessen. Die Anzahl der Femtosekunden in einer Sekunde ist weitaus größer als die Anzahl der Sekunden in einer menschlichen Lebensdauer.

Die Femtosekunde ist Teil des Internationalen Einheitensystems, das nach den Franzosen als SI-System bezeichnet wird le Système international d'unités . Das Internationale Einheitensystem wird hauptsächlich für wissenschaftliche Untersuchungen verwendet und basiert auf der Zahl zehn, die in quantitativen Situationen im Allgemeinen leicht zu handhaben ist. Obwohl es dem metrischen System ähnlich ist, ist es umfassender und besser definiert.

Femtosekunden werden außerhalb der wissenschaftlichen Forschung so gut wie nie verwendet. Sie sind einfach zu klein, um praktisch zu sein. Eine als Femtosekundenpulsformung bezeichnete Technik wird in der Optik verwendet, um verschiedene extrem schnelle Prozesse, wie z. B. einige chemische Reaktionen, auf sehr kurzen Zeitskalen anzuzeigen. Die Impulsformung wird verwendet, um die Dauer eines kurzen Lichtimpulses eines Lasers zu ändern, der zu Beobachtungszwecken verwendet werden kann. Kürzere Impulse ermöglichen kürzere beobachtbare Zeiträume und eine detailliertere Betrachtung eines Prozesses. Die Femtosekundenpulsformung brachte das Gebiet der Femtochemie hervor.

Chemische Reaktionen treten sehr schnell auf; Im Allgemeinen sieht man nur die Reaktanten oder Substanzen, die zu Beginn einer Reaktion existieren, und die Produkte oder Substanzen, die am Ende einer Reaktion existieren. Reaktionen treten so schnell auf, dass man im Allgemeinen nicht erkennen kann, was zwischen dem Beginn und dem Ende der Reaktion passiert. Mithilfe der Femtosekunden-Pulsformung können Wissenschaftler die Zwischenstufen einiger Reaktionen in unglaublich kleinen Zeitintervallen anzeigen, die in Femtosekunden gemessen werden können. Mit dieser Genauigkeit können Wissenschaftler die Phasen einer Reaktion auf einer Zeitskala verfolgen, die der menschliche Verstand tatsächlich verstehen und verarbeiten kann.

Während die Femtosekunde eine unglaublich kleine Maßeinheit ist, ist sie weit von der kleinsten bekannten Einheit entfernt. Die kleinste Größenentfernung, über die theoretisch etwas bekannt sein kann, wird als Planck-Länge bezeichnet und bei etwa 1,62 × 10 ^–35 Metern gemessen. Die kleinste Zeiteinheit wird als Planck-Zeit bezeichnet. Dies ist die Zeit, die benötigt wird, um eine Planck-Länge mit Lichtgeschwindigkeit, der theoretischen universellen Maximalgeschwindigkeit, zurückzulegen. Eine Planck-Zeit beträgt 5,39 x 10 ^-44 Sekunden.