247×10^-21秒！人类实际测量到的最短时间

　　科学家已测量出有史以来最短暂的时间进程：氢粒子穿过氢分子所花费的时间。

　　新的记录是247仄秒(zeptosecond)。1仄秒=0.000000000000000000001秒，小数点后跟20个零。

　　测量最短的时间跨度，是为了理解化学过程中，分子和原子间实际的作用：如化学键断裂时究竟发生了什么。

　　相应的学科被称为飞秒化学，由1999年诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德·泽维尔(Ahmed H.Zewail)创立。大家不妨猜猜泽维尔的获奖理由——创立了飞秒化学。很巧啊有没有。

　　当然，后来也有对应的飞秒物理，飞秒激光……1飞秒=0.0000000000000001秒，小数点后面14个0。

　　但是，直到2016年，研究人员才在《自然·物理学》发刊称，借助激光脉冲，测量精度达到了仄秒级，可测量区间是850仄秒。

　　化学键的断裂和形成需要飞秒，但光子穿过单个氢分子(H2)则需要仄秒。

　　现在，歌德大学原子物理学家Reinhard Dörner教授和团队测量到了更短的时间进程。单光子穿过氢分子——对分子的平均键长而言，这一事件大约需要247仄秒，这也是迄今为止人类测量到的最短时间段。

　　研究人员设定X射线的能量，以使单个光子撞击到氢分子中的两个电子。 (一个氢分子由两个质子和两个电子组成)光子撞到电子，然后反弹到另一个氢原子的电子上——类似于我们打水漂，石块在水面弹跳前进。

　　光电子相互作用产生了一种被称为干扰模式的波型，Dörner和同事可以使用所谓的冷目标反冲离子动量谱(COLTRIMS)反应显微镜的工具对其进行测量。该工具本质上是一个非常灵敏的粒子探测器，可以记录极快的原子和分子反应。

　　COLTRIMS显微镜记录到整个相互作用过程中干涉图和氢分子的位置。

　　测量实质上是捕获分子中的光速。

　　Dörner在声明中说：“我们第一次观察到，分子中的电子云不会同时对光子起反应。发生时间延迟是因为分子内的信息也只能以光速传播。”

　　10月16日的《科学》杂志详细介绍了他们的实验。