¿Alguna vez has oído hablar del zeptosegundo? Representa una medida de tiempo tan, pero tan pequeña que, para nuestro día a día, acaba resultando algo irrelevante. A todos los efectos, un zeptosegundo corresponde a una billonésima de mil millonésima de segundo, o el equivalente a 10-21 en un solo segundo.
Pues, según Rebecca Boyle, del portal New Scientist, un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Alemania logró medir un evento atómico utilizando el zeptosegundo como referencia. Más precisamente, los científicos registraron cuánto tiempo tardaba un electrón en dejar un átomo de helio: ¡exactamente 850 zeptosegundos, en caso de que tuviera curiosidad!
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Según Rebecca, esta «medida» corresponde a la división de tiempo más pequeña jamás registrada, y los investigadores lograron esta hazaña durante un experimento llamado fotoionización. De hecho, el objetivo era probar un efecto propuesto por Albert Einstein conocido como Efecto Fotoeléctrico -que le valió al genio alemán el Premio Nobel de Física-, que se produce cuando partículas de luz (fotones) alcanzan los electrones que orbitan alrededor de un átomo.
Demasiado rápido y relevante, ¡sí!
Según la mecánica cuántica, durante el efecto fotoeléctrico, la energía de los fotones puede ser absorbida completamente por un solo electrón o compartida entre varios de ellos. Sin embargo, hasta ahora no había sido posible estudiar este proceso en detalle, y los científicos solo habían podido medir qué le sucede al electrón después de que abandonó su átomo.
Lo que hicieron los investigadores del Instituto Max Planck fue medir con precisión la menor cantidad de tiempo que precede a la eyección de electrones. Para hacer esto, los científicos primero usaron un pulso súper corto de luz ultravioleta que duraba entre 100 y 200 attosegundos, lo que equivale a 10-18 segundo, para excitar los dos electrones que orbitan alrededor de un átomo de helio.
Luego, los investigadores golpearon el mismo átomo con un pulso de láser infrarrojo durante cuatro femtosegundos (lo que equivale a 10-15 segundo) y observó que el electrón tardaba entre 7 y 20 attosegundos en ser «expulsado» de su órbita, dependiendo de su interacción con el núcleo del átomo y el otro electrón.
La medición puede permitir el desarrollo y la mejora de varias tecnologías.
Este pulso permitió a los científicos detectar y medir la eyección de electrones con una tasa de precisión de 850 zeptosegundos. Ahora debes preguntarte por qué es importante esta medida, ¿verdad?
La importancia de los experimentos es que permitirán a los investigadores observar el comportamiento cuántico de átomos y electrones. Y cuando se entienda el funcionamiento de estas diminutas porciones de materia, este conocimiento permitirá avances y tecnologías como, por ejemplo, la energía nuclear, la computación cuántica y la superconductividad. ¡Dirá que todo el asunto no se ha vuelto más relevante ahora!