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Zeptosegundos: descoberta a menor unidade de tempo da história

Cientistas da Universidade de Frankfurt, na Alemanha, descobriram a menor unidade de tempo já encontrada: os zeptosegundos. O último período mais curto que se tinha conhecimento eram os femtossegundos, estudados em 1999. Mas a nova descoberta, publicada na revista Science na última semana, foi além, e mostrou a velocidade que uma partícula de luz leva para cruzar uma molécula de hidrogênio.

A unidade de tempo antecessora aos zeptosegundos foi utilizada para mensurar a velocidade com que as moléculas mudam de forma e rendeu o Prêmio Nobel, naquele ano, ao químico egípcio Ahmed Zewail. Mas a nova descoberta trata-se de um trilionésimo de bilionésimo de segundo, ou um ponto decimal seguido por 20 zeros e um 1, se tornando a menor unidade de tempo já encontrada.

Experimentos

Para que a descoberta fosse possível, a equipe liderada pelo físico Reinhard Dörner tirou raios-x do PETRA III no Deutsches Elektronen-Synchrotron (Desy, na sigla em inglês), que é um acelerador de partículas. A energia das radiografias foi ajustada de modo que um único fóton (partícula de luz) expulsasse os dois elétrons da molécula de hidrogênio, sendo que uma molécula é composta por dois prótons e dois elétrons.

Desde 1999, a unidade de tempo de zeptosegundos é a menor já registrada. Créditos: Andrey_l/Shutterstock

Estas interações criaram uma estrutura de onda denominada “padrão de interferência”. Tal modelo foi medido com uma ferramenta chamada “microscópio de reação por Espectroscopia de Momento de Íons de Recuo Frio” (Coltrims, na sigla em inglês). O recurso é essencialmente um detector de partículas muito sensível e pode registrar reações atômicas e moleculares extremamente rápidas. Por meio do Coltrims, foi possível registrar o padrão da interferência e a posição da molécula de hidrogênio durante a interação.

“Como conhecíamos a orientação espacial da molécula de hidrogênio, usamos a interferência das ondas de dois elétrons para calcular com precisão quando o fóton atingiu o primeiro e quando atingiu o segundo átomo de hidrogênio“, explicou Sven Grundmann, um dos autores do estudo.

Com o experimento, os cientistas calcularam 247 zeptosegundos que uma partícula de luz leva para cruzar uma molécula de hidrogênio.

“Observamos pela primeira vez que a camada de elétrons em uma molécula não reage à luz em todos os lugares ao mesmo tempo”, ainda destacou Dörner sobre a descoberta. “O atraso ocorre porque a informação dentro da molécula só se espalha na velocidade da luz“, acrescentou.

Fonte: Olhar Digital

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