Mikä on lyhin koskaan mitattu aikaväli?

Lyhin koskaan mitattu aikaväli on 100 attosekuntia (as), miljardi sekunnin miljardisosaa. Mittauksen teki professori Ferenc Krauszin johtama tutkimusryhmä Technische Universitat Wienistä Itävallasta. Tiedemiehet käyttivät tomografisia kuvia tallentaakseen elektronin tilan 100 attosekuntia sen jälkeen, kun se oli lähtenyt atomin ytimestä. Elektroni työnnettiin ulos äärimmäisen ultravioletti (XUV) laservalon pulsseilla. Mitä lyhyempi aallonpituus, sitä enemmän energiaa voit pakata sähkömagneettiseen säteeseen, ja äärimmäinen ultravioletti edustaa pientä, vain 10 nm-100 nm aallonpituutta, joka on noin suuren molekyylin kokoinen. Ainoat sähkömagneettisen säteilyn muodot, joilla on lyhyempi aallonpituus, ovat röntgensäteet, gammasäteet ja kosmiset säteet.

Tietokone, jolla käytät tätä verkkosivua, toimii todennäköisesti jossain hieman yli 1 GHz:n tai gigahertsin taajuudella, mikä tarkoittaa, että se suorittaa noin miljardi toimintoa sekunnissa. Lyhin tähän mennessä mitattu aikaväli, 100 attosekuntia, mahtui tähän yhteen ohjeeseen noin miljardi kertaa. 100 attosekuntia on myös aika, joka kuluu valon kulkemiseen noin 33 nanometriä, eikä ole sattumaa, että mitattu aikaväli on suunnilleen sama kuin aika, joka kuluu valolta äärimmäisen ultraviolettiaallon aallonpituuden ylittämiseen. Röntgen- tai gammasäteiden lisätutkiminen voisi lyhentää lyhimmän mitatun aikavälin alhaisiin attosekunteihin ja ehkä jopa zeptosekundeihin (sekunnin miljardiin biljoonaan osaan).

Huolimatta siitä, kuinka pieni aikaväli 100 attosekuntia on, se on silti 28 suuruusluokkaa pienimmän fyysisesti merkityksellisen ajan, Planck-ajan, yläpuolella. Tuolla pienellä aikavälillä kvanttivaihtelut tekevät vaikeaksi havaita mitään selkeää kausaalisuuden suuntaa. Mutta 100 attosekunnissa atomivuorovaikutukset ovat hyvin stabiileja.

Jotkut biologiset prosessit tapahtuvat hyvin lyhyellä aikavälillä. Esimerkiksi silmäsi pigmentit, jotka havaitsevat tulevan valon, reagoivat noin 100 femtosekunnissa (fs) eli noin 1,000 kertaa nopeammin kuin lyhin mitattu aikaväli. Monet nopeat kemialliset reaktiot tapahtuvat femtosekuntien alueella. Subatomiset tapahtumat, kuten elektronin irtoaminen ytimestä, kuten tässä kokeessa, ovat yksi ainoista havaittavista tapahtumista, jotka tapahtuvat näin lyhyessä ajassa.