A un intervalo de tempo máis curto

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

• Fisika
• Kimika

Nun átomo de cripton, o salto dun electrón dun orbital a outro require 24 attosegundos, aínda que este dato non é importante.

Paira que se mediu?

Terá aplicación? Si. Terá aplicación, pero o que máis interesa aos científicos é que se realizou o primeiro experimento dos attosegundos, é dicir, que se mellorou a capacidade de medir. Abriuse o camiño da attofísica. Que é iso?

Analicemos os intervalos de tempo.

Un tren necesita horas paira ir de Biarritz a París, o rango mídese en horas. Sábese que o tren máis rápido pode viaxar nunhas catro horas. Con todo, desde Eibar até Durango un coche só necesita minutos. Neste caso estamos a analizar o intervalo en minutos. As accións que se miden en segundos tamén son evidentes, por exemplo, os atletas realizan una carreira de 100 metros ao redor dos 10 segundos. Pero que procesos prodúcense en tempos máis curtos?

Nesta carreira de 100 metros, os xuíces utilizan cronómetros que miden décimas de segundo e centésimas de segundo paira case todos os casos nos que dous atletas chegan á meta.

milésima parte do segundo

Todos eles son procesos que se identifican facilmente na vida normal, pero tamén son habituais outros procesos que teñen lugar en períodos de tempo máis reducidos. Por exemplo, en accidentes, os airbags dos coches ínflanse nuns poucos milisegundos. Claro, así debe ser, porque o proceso de inflado debe ser máis rápido que o movemento dos pasaxeiros. En realidade, prodúcese una reacción química no interior do airbag, na que o produto resultante é o gas, polo que se infla. Esta reacción química prodúcese en milisegundos, é dicir, nun segundo a reacción pode ocorrer case mil veces.

Outros procesos danse en microsegundos. O microsegundo é o millón dun segundo, un intervalo moi curto. O microprocesador dun computador recibe poucos microsegundos paira realizar una operación lóxica. De feito, moitos dos computadores que actualmente están á venda traballan a unha velocidade de 1 gigahercia. Isto significa que nun segundo realizan un millón de operacións, cada una das cales se produce en varios microsegundos.

O tempo que tarda o computador en ler a información dos chips de memoria mídese en nanosegundos, que nun segundo pode ler mil millóns de datos.

Moléculas e átomos

As moléculas de auga móvense máis rápido que iso. Nun
recipiente as moléculas de auga móvense constantemente e chocan entre si. Se quixésemos medir a velocidade dunha molécula, necesitariamos un cronómetro que mide os picosegundos, é dicir, os billóns de segundo.

Pero as moléculas de auga teñen outro movemento máis rápido. Nun segundo, as conexións entre hidróxeno e osíxeno vibran aproximadamente mil billóns de veces. A este intervalo de tempo moi reducido chámaselle femtosegundo e á rama da química que estuda os procesos que se producen nese intervalo, a femtokimika. O premio Nobel de Química de 1999 recibiuno o exipcio Ahmed Zewail polos seus experimentos no campo da femtokimica. Zewail puido detectar diferentes estruturas que se crean e descomponse neste período.

Agora toca o attosegundo. M. Nun experimento realizado polo equipo do alemán Drescher, foron capaces de medir durante canto tempo prodúcese o cambio de estado dun electrón. Nun segundo, os electróns teñen tempo de sufrir un cambio de estado trilioca. Paira medilo utilizáronse pulsos de radiación XUV situados entre raios X e ultravioleta; a diferenza do que ocorre na femtokimica, os láseres feitos con luz visible non chegan a estas resolucións.

Esta nova ferramenta analiza os procesos que se producen nos attosegudos. E estes non están no ámbito da femtokimika, senón dentro da attofísica.