Was ist das kürzeste jemals gemessene Zeitintervall?
Das kürzeste jemals gemessene Zeitintervall beträgt 100 Attosekunden (as), eine Milliardstel Sekunde. Die Messung wurde von einem Forscherteam unter der Leitung von Professor Ferenc Krausz von der Technischen Universität Wien in Österreich durchgeführt. Die Wissenschaftler verwendeten tomografische Bilder, um den Zustand eines Elektrons 100 Attosekunden nach seinem Austritt aus dem Atomkern aufzuzeichnen. Das Elektron wurde durch Pulse von extrem ultraviolettem (XUV) Laserlicht ausgestoßen. Je kürzer die Wellenlänge ist, desto mehr Energie kann in einen elektromagnetischen Strahl gepackt werden, und extremes Ultraviolett repräsentiert eine winzige Wellenlänge von nur 10 nm bis 100 nm in der Größenordnung eines großen Moleküls. Die einzigen Formen elektromagnetischer Strahlung mit kürzeren Wellenlängen sind Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und kosmische Strahlen.
Der Computer, auf dem Sie auf diese Webseite zugreifen, läuft wahrscheinlich etwas über 1 GHz oder Gigahertz, was bedeutet, dass ungefähr eine Milliarde Vorgänge pro Sekunde ausgeführt werden. Das kürzeste bisher gemessene Zeitintervall von 100 Attosekunden könnte ungefähr eine Milliarde Mal in diesen einen Befehl passen. 100 Attosekunden sind auch die Zeit, die Licht benötigt, um sich um 33 Nanometer zu bewegen, und es ist kein Zufall, dass das gemessene Zeitintervall in etwa der Zeit entspricht, die Licht benötigt, um die Wellenlänge einer extremen Ultraviolettwelle zu durchlaufen. Eine weitere Untersuchung mit Röntgen- oder Gammastrahlen könnte das kürzeste Zeitintervall, gemessen in den niedrigen Attosekunden und möglicherweise sogar in den Zeptosekunden (Milliarden Billionenstelsekunden), verkürzen.
Trotz des kleinen Zeitintervalls von 100 Attosekunden sind es immer noch 28 Größenordnungen über der kleinsten physikalisch bedeutsamen Zeitdauer, der Planck-Zeit. In diesem winzigen Zeitintervall machen es Quantenfluktuationen schwierig, eine eindeutige Richtung der Kausalität zu erkennen. Bei 100 Attosekunden sind die atomaren Wechselwirkungen jedoch sehr stabil.
Es gibt einige biologische Prozesse, die in sehr kurzen Zeiträumen ablaufen. Beispielsweise reagieren die Pigmente in Ihrem Auge, die einfallendes Licht erkennen, innerhalb von etwa 100 Femtosekunden (fs) oder etwa 1000-mal größer als das kürzeste gemessene Intervall. Viele schnelle chemische Reaktionen finden im Femtosekundenbereich statt. Subatomare Ereignisse, wie das Ausstoßen des Elektrons aus dem Kern wie in diesem Experiment, sind eines der wenigen beobachtbaren Ereignisse, die auf so kurzen Zeitskalen stattfinden.