Wat is een Femtoseconde?

Een femtoseconde is een ongelooflijk kleine tijdseenheid die soms wordt gebruikt voor nauwkeurige metingen in fysische wetenschappen zoals scheikunde en natuurkunde. Eén quadriljoenste van een seconde is gelijk aan één femtoseconde; dit betekent dat één quadriljoen femtoseconden, wat gelijk is aan een miljard keer één miljoen femtoseconden, één seconde uitmaken. In wetenschappelijke notatievorm is een femtoseconde gelijk aan 1x10 -15 seconden. Om het in context te plaatsen, zelfs de snelste chemische reacties worden gemeten in honderden femtoseconden. Het aantal femtoseconden in een seconde is veel groter dan het aantal seconden in een menselijke levensduur.

De femtoseconde is een onderdeel van het International System of Units, het SI-systeem genoemd naar de Fransen le Système international d'unités . Het internationale systeem van eenheden wordt voornamelijk gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek en is opgebouwd rond het getal tien, dat over het algemeen gemakkelijk te hanteren is in kwantitatieve situaties. Hoewel het vergelijkbaar is met het metrische systeem, is het uitgebreider en beter gedefinieerd.

Femtoseconden worden bijna nooit gebruikt buiten wetenschappelijk onderzoek; ze zijn gewoon te klein om handig te zijn. Een techniek die femtoseconde pulsvorming wordt genoemd, wordt in de optica gebruikt om verschillende zeer snelle processen, zoals sommige chemische reacties, op zeer korte tijdschalen te bekijken. Pulsvorming wordt gebruikt om de duur van een korte lichtpuls van een laser te wijzigen, die kan worden gebruikt voor observatiedoeleinden. Kortere pulsen zorgen voor kortere waarneembare tijdframes, waardoor een meer gedetailleerd beeld van een proces mogelijk is. Femtoseconde polsvorming gaf aanleiding tot het veld van de femtochemie.

Chemische reacties treden zeer snel op; in het algemeen ziet men alleen de reactanten, of stoffen die bestaan ​​aan het begin van een reactie, en de producten, of stoffen die bestaan ​​aan het einde van een reactie. Reacties treden zo snel op dat men in het algemeen niet kan onderscheiden wat er gebeurt tussen het begin en het einde van de reactie. Met behulp van femtoseconde pulsvorming kunnen wetenschappers de tussenstadia van sommige reacties bekijken met ongelooflijk korte tijdsintervallen die meetbaar zijn in femtoseconden. Dit nauwkeurigheidsniveau stelt wetenschappers in staat om de fasen van een reactie te bekijken op een tijdschaal die de menselijke geest daadwerkelijk kan begrijpen en verwerken.

Hoewel de femtoseconde een ongelooflijk kleine meeteenheid is, is het verre van de kleinst bekende eenheid. De kleinste afstand waarover iets theoretisch bekend is, wordt de Planck-lengte genoemd en wordt gemeten op ongeveer 1,62x10-35 meter. De kleinste tijdseenheid wordt Planck-tijd genoemd. Dit is de hoeveelheid tijd die nodig is om één Planck-lengte te reizen met de snelheid van het licht, de theoretische universele maximale snelheid. Eén Planck-tijd is 5,39x10 ^-44 seconden.