Как расщепляется мгновение (продолжение)
Фемтосекунды: 10 в минус 15 сек. Атомы практически не движутся, очень медленно.
Изучается: динамика электронов (внутренние быстрее, внешние медленнее), колебания отдельных атомов, например, 1,5 – 3 фс: период колебания ЭМ поля в световой волне. Стандартный метод исследования: ультракороткие лазерные импульсы (вплоть до нескольких периодов ЭМ колебаний). Также есть и другие методы исследования. Примеры исследования:
перемещение зарядов в бактериородопсине. Это – светочувствительный белок, встроенный в клеточную мембрану. Свет запускает в нем цепь превращений, за счет которых сквозь канал протон переносится на другую сторону мембраны. Весь цикл занимает приблизительно 20 мс, состоящий из множества последовательных процессов, но самые первые процессы (перемещение зарядов) протекают за считанные пикосекунды. Для того, что бы разглядеть их, требуется методика с суб-пикосекундным разрешением (сотни фемтоскекунд).
Аттосекунды: 10 в минус 18 сек. Движение атомов нет, двигаются лишь самые быстрые электроны – внутренние.
Изучается: период ЭМ коллебаний в далеком УФ/рентгеновском диапазоне. Динамика электронов на самых внутренних оболочках многоэлектронных атомов. Здесь уже следует смотреть не на расстояния, а на энергии: соотношение неопределенностей «энергия-время», процессы с характерными энергиями Е длятся не менее h/E. 1 эВ – 1 фс, 1 кэВ – 1 ас. Примеры:
Первичный электрон выбивается за доли фс, образуется вакансия.
Оже-электрон вылетает через несколько фс. Теперь нужен инструмент с суб-фемтосекундным разрешением. Где и как? Переходим на другое измерение времени, еще более короткое.
Зептосекунды: 10 в минус 21 сек
В зептосекундном диапазоне движение атомов и даже электронов останавливается. Свет проходит 0,003 ангстрема за 1 зс. Зептосекунды – типичное время ядерных реакций: нуклоны со скоростями приблизительно 0,1 с проходят за 1 зс путь порядка несколько диаметров атомного ядра. Изучаются элементы 120 и 124. Пример: недавнее (2008 год) экспериментальное обнаружение повышенной устойчивости некоторых изотопов этих элементов. Обычные сверхтяжелые неустойчивые изотопы живут единицы зептосекунд 1 – 2 ас. Для измерения промежутков в доли ас использовался «метод теней». Идем дальше
Йоктосекунды: 10 в минус 24 сек. Мир элементарных частиц. Свет проходит диаметр протона за 3 йс. Даже ядра практически стоят.
Йоктосекунды – типичное адронное время: ширина адронных резонансов приблизительно 100 – 200 МэВ, что соответствует времени жизни 6 – 12 ис. Никакое смещение за это время обнаружить не удается, измерения только косвенные. Изучается: 1 йс - столкновения релятивистких ядер, 1 – 5 йс - плазма (кварковы блины), 10 йс – кварк-глюонная плазма, 30 йс - распад кварк-глюонной плазмы на адронных газ.
Сейчас добираются уже до сотни долей йоктосекунды. Появляются новые теории, все надежды ученых – БАК. Во как! Кажется, что скоро откроют частицу «Бога», которая скажет: вот и Я пришла к вам с подарочками! Прошу любить и жаловать.