A un interval de temps més curt

2002/10/24 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia

• Fisika
• Kimika

En un àtom de cripton, el salt d'un electró d'un orbital a un altre requereix 24 attosegundos, encara que aquesta dada no és important.

Per a què s'ha mesurat?

Tindrà aplicació? Sí. Tindrà aplicació, però el que més interessa als científics és que s'ha realitzat el primer experiment dels attosegundos, és a dir, que s'ha millorat la capacitat de mesurar. S'ha obert el camí de l'attofísica. Què és això?

Analitzem els intervals de temps.

Un tren necessita hores per a anar de Biarritz a París, el rang es mesura en hores. Se sap que el tren més ràpid pot viatjar en unes quatre hores. No obstant això, des d'Eibar fins a Durango un cotxe només necessita minuts. En aquest cas estem analitzant l'interval en minuts. Les accions que es mesuren en segons també són evidents, per exemple, els atletes realitzen una carrera de 100 metres entorn dels 10 segons. Però quins processos es produeixen en temps més curts?

En aquesta carrera de 100 metres, els jutges utilitzen cronòmetres que mesuren dècimes de segon i centèsimes de segon per a gairebé tots els casos en els quals dos atletes arriben a la meta.

mil·lèsima part del segon

Tots ells són processos que s'identifiquen fàcilment en la vida normal, però també són habituals altres processos que tenen lloc en períodes de temps més reduïts. Per exemple, en accidents, els coixins de seguretat dels cotxes s'inflen en uns pocs mil·lisegons. Clar, així ha de ser, perquè el procés d'inflat ha de ser més ràpid que el moviment dels passatgers. En realitat, es produeix una reacció química a l'interior del coixí de seguretat, en la qual el producte resultant és el gas, per la qual cosa s'infla. Aquesta reacció química es produeix en mil·lisegons, és a dir, en un segon la reacció pot ocórrer gairebé mil vegades.

Altres processos es donen en microsegons. El microsegon és el milió d'un segon, un interval molt curt. El microprocessador d'un ordinador rep pocs microsegons per a realitzar una operació lògica. De fet, molts dels ordinadors que actualment estan a la venda treballen a una velocitat d'1 gigahercia. Això significa que en un segon realitzen un milió d'operacions, cadascuna de les quals es produeix en diversos microsegons.

El temps que triga l'ordinador a llegir la informació dels xips de memòria es mesura en nanosegons, que en un segon pot llegir mil milions de dades.

Molècules i àtoms

Les molècules d'aigua es mouen més ràpid que això. En un
recipient les molècules d'aigua es mouen constantment i xoquen entre si. Si volguéssim mesurar la velocitat d'una molècula, necessitaríem un cronòmetre que mesura els picosegundos, és a dir, els bilions de segon.

Però les molècules d'aigua tenen un altre moviment més ràpid. En un segon, les connexions entre hidrogen i oxigen vibren aproximadament mil bilions de vegades. A aquest interval de temps molt reduït se'n diu femtosegundo i a la branca de la química que estudia els processos que es produeixen en aquest interval, la femtokimika. El premi Nobel de Química de 1999 el va rebre l'egipci Ahmed Zewail pels seus experiments en el camp de la femtokimica. Zewail va poder detectar diferents estructures que es creen i es descomponen en aquest període.

Ara toca l'attosegundo. M. En un experiment realitzat per l'equip de l'alemany Drescher, han estat capaços de mesurar durant quant temps es produeix el canvi d'estat d'un electró. En un segon, els electrons tenen temps de sofrir un canvi d'estat trilioca. Per a mesurar-ho s'han utilitzat polsos de radiació XUV situats entre raigs X i ultraviolats; a diferència del que ocorre en la femtokimica, els làsers fets amb llum visible no arriben a aquestes resolucions.

Aquesta nova eina analitza els processos que es produeixen en els attosegudos. I aquests no estan en l'àmbit de la femtokimika, sinó dins de l'attofísica.