Co to jest femtosekunda?

Femtosekunda to niewiarygodnie mała jednostka czasu, która czasami jest używana do precyzyjnych pomiarów w naukach fizycznych, takich jak chemia i fizyka. Jedna biliardowa sekundy to jedna femtosekunda; oznacza to, że jeden biliard femtosekund, co odpowiada miliardowi razy milionowi femtosekund, stanowi jedną sekundę. W naukowej formie zapisu femtosekunda jest równa 1x10 -15 sekundy. Mówiąc w kontekście, nawet najszybsze reakcje chemiczne są mierzone w setkach femtosekund. Liczba femtosekund na sekundę jest znacznie większa niż liczba sekund w ludzkim życiu.

Femtosekunda jest częścią Międzynarodowego Systemu Jednostek, zwanego po francusku systemem SI le Système international d'unités . Międzynarodowy system jednostek jest wykorzystywany przede wszystkim do badań naukowych i jest zbudowany wokół dziesiątki, co jest ogólnie łatwe do rozwiązania w sytuacjach ilościowych. Chociaż jest podobny do systemu metrycznego, jest bardziej wszechstronny i lepiej zdefiniowany.

Femtosekund prawie nigdy nie stosuje się poza badaniami naukowymi; są po prostu zbyt małe, aby były wygodne. Technika zwana kształtowaniem impulsów femtosekundowych jest stosowana w optyce do oglądania różnych bardzo szybkich procesów, takich jak niektóre reakcje chemiczne, w bardzo krótkich okresach czasu. Kształtowanie impulsu służy do zmiany czasu trwania krótkiego impulsu światła z lasera, który można wykorzystać do celów obserwacyjnych. Krótsze impulsy pozwalają na krótsze obserwowalne ramy czasowe, co pozwala na bardziej szczegółowe oglądanie procesu. Kształtowanie impulsu femtosekundowego dało początek dziedzinie femtochemii.

Reakcje chemiczne zachodzą bardzo szybko; ogólnie widzi się tylko reagenty lub substancje, które istnieją na początku reakcji, oraz produkty lub substancje, które istnieją na końcu reakcji. Reakcje zachodzą tak szybko, że generalnie nie można rozpoznać, co dzieje się między początkiem a końcem reakcji. Korzystając z kształtowania impulsu femtosekundowego, naukowcy mogą oglądać etapy pośrednie niektórych reakcji w niewiarygodnie małych odstępach czasu mierzalnych w femtosekundach. Ten poziom dokładności pozwala naukowcom obserwować etapy reakcji w skali czasu, którą ludzki umysł może faktycznie zrozumieć i przetworzyć.

Chociaż femtosekunda jest niewiarygodnie małą jednostką miary, jest daleka od najmniejszej znanej jednostki. Najmniejsza odległość, o której teoretycznie można cokolwiek wiedzieć, nazywa się długością Plancka i jest mierzona na około 1,62x10-35 metrów. Najmniejszą jednostką czasu jest czas Plancka, czyli czas potrzebny na przebycie jednej długości Plancka z prędkością światła, teoretyczną uniwersalną maksymalną prędkością. Jeden czas Plancka to 5,39x10-44 sekund.