Qual è l'intervallo di tempo più breve mai misurato?
L'intervallo di tempo più breve mai misurato è di 100 attosecondi (as), un miliardesimo di miliardesimo di secondo. La misurazione è stata effettuata da un gruppo di ricerca guidato dal professor Ferenc Krausz, della Technische Universitat Wien in Austria. Gli scienziati hanno usato le immagini tomografiche per registrare lo stato di un elettrone 100 attosecondi dopo la sua partenza dal nucleo di un atomo. L'elettrone è stato espulso da impulsi di luce laser ultravioletta estrema (XUV). Quanto più corta è la lunghezza d'onda, tanto più energia è possibile racchiudere in un raggio elettromagnetico, e l'ultravioletto estremo rappresenta una minuscola lunghezza d'onda di soli 10 nm-100 nm, circa le dimensioni di una grande molecola. Le uniche forme di radiazione elettromagnetica con lunghezze d'onda più brevi sono i raggi X, i raggi gamma e i raggi cosmici.
Il computer che stai utilizzando per accedere a questa pagina web gira probabilmente da qualche parte a poco più di 1 GHz, o gigahertz, il che significa che esegue circa un miliardo di operazioni al secondo. L'intervallo di tempo più breve mai misurato, 100 attosecondi, potrebbe rientrare in quella istruzione circa un miliardo di volte. 100 attosecondi sono anche la quantità di tempo che impiega la luce a viaggiare per circa 33 nanometri, e non è un caso che l'intervallo di tempo misurato sia approssimativamente uguale al tempo impiegato dalla luce per attraversare la lunghezza d'onda di un'onda ultravioletta estrema. Ulteriori sondaggi con raggi X o raggi gamma potrebbero ridurre l'intervallo di tempo più breve misurato in attosecondi bassi e forse anche in zeptosecondi (miliardi di trilioni di secondo).
Nonostante quanto sia piccolo un intervallo di tempo di 100 attosecondi, è ancora 28 ordini di grandezza al di sopra della più piccola lunghezza di tempo fisicamente significativa, il tempo di Planck. In quel piccolo intervallo di tempo, le fluttuazioni quantistiche rendono difficile distinguere qualsiasi direzione distinta della causalità. Ma a 100 attosecondi, le interazioni atomiche sono molto stabili.
Ci sono alcuni processi biologici che si verificano a tempi molto bassi. Ad esempio, i pigmenti nell'occhio che rilevano la luce in entrata rispondono entro circa 100 femtosecondi (fs), o circa 1.000 volte più grandi dell'intervallo più breve misurato. Molte rapide reazioni chimiche avvengono nel range dei femtosecondi. Gli eventi subatomici, come l'espulsione dell'elettrone dal nucleo come in questo esperimento, sono uno dei pochi eventi osservabili che si verificano su scale temporali così brevi.