Che cos'è un femtosecondo?

Un femtosecondo è un'unità di tempo incredibilmente piccola che a volte viene utilizzata per misurazioni precise nelle scienze fisiche come la chimica e la fisica. Un quadrilione di secondo è uguale a un femtosecondo; ciò significa che un quadrilione di femtosecondi, che è pari a un miliardo di volte un milione di femtosecondi, compongono un secondo. In forma di notazione scientifica, un femtosecondo è uguale a 1x10 -15 secondi. Per metterlo nel contesto, anche le reazioni chimiche più veloci sono misurate in centinaia di femtosecondi. Il numero di femtosecondi in un secondo è di gran lunga maggiore del numero di secondi in una durata di vita umana.

Il femtosecondo fa parte del Sistema internazionale di unità, chiamato sistema SI dopo il francese le Système international d'unités . Il Sistema internazionale di unità viene utilizzato principalmente per l'indagine scientifica ed è costruito attorno al numero dieci, che è generalmente facile da gestire in situazioni quantitative. Sebbene sia simile al sistema metrico, è più completo e meglio definito.

I femtosecondi non vengono quasi mai usati al di fuori dell'indagine scientifica; sono semplicemente troppo piccoli per essere convenienti. Una tecnica chiamata shaping del femtosecondo viene utilizzata in ottica per visualizzare vari processi estremamente rapidi, come alcune reazioni chimiche, su scale temporali molto brevi. La modellatura degli impulsi viene utilizzata per modificare la durata di un breve impulso di luce proveniente da un laser, che può essere utilizzato a scopo di osservazione. Gli impulsi più brevi consentono intervalli di tempo più brevi osservabili, consentendo una visione più dettagliata di un processo. La modulazione del polso al femtosecondo ha dato origine al campo della femtochimica.

Le reazioni chimiche si verificano molto rapidamente; generalmente si vedono solo i reagenti, o le sostanze esistenti all'inizio di una reazione, e i prodotti o le sostanze esistenti alla fine di una reazione. Le reazioni si verificano così rapidamente che generalmente non si può discernere cosa succede tra l'inizio e la fine della reazione. Utilizzando la modellizzazione del polso al femtosecondo, gli scienziati possono visualizzare gli stadi intermedi di alcune reazioni a intervalli di tempo incredibilmente piccoli misurabili in femtosecondi. Questo livello di accuratezza consente agli scienziati di osservare le fasi di una reazione su una scala temporale che la mente umana può effettivamente comprendere ed elaborare.

Mentre il femtosecondo è un'unità di misura incredibilmente piccola, è tutt'altro che la più piccola unità conosciuta. La distanza di dimensione più piccola su cui teoricamente si può sapere qualcosa si chiama lunghezza di Planck e si misura a circa 1,62x10 ^-35 metri. La più piccola unità di tempo è chiamata tempo di Planck, che è la quantità di tempo necessaria per percorrere una lunghezza di Planck alla velocità della luce, la massima velocità teorica universale. Un tempo di Planck è 5,39x10 ^-44 secondi.