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揭秘奇特光速原子研究 记录有史以来最短时间段

http://www.kexue.com 2011-08-08 21:04:45 DEEP中国科学探险杂志  发表评论


“争分夺秒”落后了

  撰文、供图/孙安珍

  如果说我们还停留在争分夺秒的生活状态,那已经被某些人落下,因为他们正在更努力的切割时间,使用时间。

  弗兰克•克劳兹(Ferenc Krausz )德国量子光学研究院的科研人员,他将时间分割为目前最小的单位:微微微秒。 克劳兹利用紫外激光脉冲记录下的电子发生极短量子跃迁时花的时间,成功记录了有史以来最短的时间段——100 微微微秒。100微微微秒等于10的16次方分之一秒,更直观点,如果100微微微秒等于一秒,那原来的一秒就等于3亿年,没错,3亿年。

  但是, Krausz 记录的这个时间段离真正的极短时间还很有一段距离。在时间的计量领域里,有一个被称为普朗克(Planck)的尺度,它标记着物理学的研究边界,因为用普朗克尺度标记的时间段实在是太短,以致于所有关于时间和空间的概念都不再成立。一普朗克单位的时间等于10的43次方分之一秒,直观的说,在一普朗克的时间面前,100微微微秒就像是永远——比一普朗克更短的时间?没人知道,起码现在是这样。

  微微微秒已经是我们难以想象的单位,它等于十亿分之一秒的十亿分之一。

  在实际中很难对这么短的时间产生什么感觉。可进行一个对比:微微微秒相对于秒,就相当于秒相对于宇宙的年龄。我们可以相信,在未来几年我们可以突破50微微微秒的限制。

  为何进行这一研究?

  通过光闪我们可以制作一个超快的进程如同“射线”。例如一个体育摄影师,需选择一个尽可能短的曝光时间,以拍摄高速奔驰的赛车。光闪越短,时机把握的越准确。

  关于绕原子核飞速运转的电子。一个单一氢原子的构造可同时在“标准图”中进行分割,虽然为处理复杂的粒子我们还缺少技术。我们的目的是,控制粒子的运动:通过从原子中“击出”电子,以改变其能量状态。 这样随时可输入电脑,对单个分子运行计算操作。为治疗恶性肿瘤可以从其原子源头开始。

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