Hispanopedia WikiUn attosegundo (abreviado como as ) es una unidad de tiempo en el Sistema Internacional de Unidades (SI) equivalente a 10⁻¹⁸ o 1/1 000 000 000 000 000 000 (una quintillónésima) de segundo . [ 1 ]
Un attosegundo es a un segundo como un segundo es a aproximadamente 31.690 millones de años. [ 2 ]
El attosegundo es una unidad minúscula, pero tiene diversas aplicaciones potenciales: puede observar moléculas oscilantes, los enlaces químicos formados por átomos en reacciones químicas y otras cosas extremadamente pequeñas y extremadamente rápidas.
Un attosegundo equivale a 1000 zeptosegundos , o 1/1000 femtosegundo . Dado que la siguiente unidad del SI es 1000 veces mayor, las mediciones de 10⁻¹⁷ y 10⁻¹⁶ segundos se expresan normalmente como decenas o cientos de attosegundos.
Medidas comunes
- 0,247 attosegundos: tiempo de viaje de un fotón a través de "la longitud de enlace promedio del hidrógeno molecular" [ 3 ].
- 24,189... attosegundos: la unidad atómica de tiempo [ 4 ]
- 43 attosegundos: los pulsos de luz láser más cortos creados hasta ahora [ 5 ]
- 53 attosegundos: el pulso láser de electrones más corto jamás creado [ 6 ] [ 7 ]
- 53 attosegundos: los segundos pulsos más cortos de luz láser creados [ 8 ] [ 9 ]
- 82 attosegundos (aproximadamente): vida media del berilio-8 , tiempo máximo disponible para el proceso triple alfa para la síntesis de carbono y elementos más pesados en las estrellas [ 10 ].
- 84 attosegundos: la vida media aproximada de un pión neutro
- 100 attosegundos: la visión más rápida jamás obtenida del movimiento molecular [ 11 ]
- 320 attosegundos: el tiempo estimado que tardan los electrones en transferirse entre átomos [ 12 ] [ 13 ]
Desarrollo histórico
En 2001, Ferenc Krausz y su equipo en la Universidad Técnica de Viena dispararon un pulso láser rojo de longitud de onda ultracorta (7 femtosegundos) contra una corriente de átomos de neón , donde los electrones arrancados fueron transportados por el pulso y casi inmediatamente reexpulsados al núcleo de neón. [ 14 ]
Al capturar el pulso de attosegundos, los físicos también demostraron su utilidad. Dirigieron simultáneamente pulsos rojos de attosegundos y de mayor longitud de onda hacia un tipo de átomo de kriptón: primero, se desprendieron los electrones; luego, el pulso de luz roja impactó contra ellos; finalmente, se midió su energía. A juzgar por la diferencia en la sincronización de estos dos pulsos, los científicos obtuvieron una medición muy precisa del tiempo que tardaba el electrón en desintegrarse (en attosegundos). Nunca antes los científicos habían utilizado una escala de tiempo tan corta para estudiar la energía de los electrones. [ 15 ]
Aplicaciones
Necesidad de unidades más precisas
La red cristalina vibra y las moléculas rotan en una escala de picosegundos . La creación y ruptura de enlaces químicos y la vibración molecular ocurren en femtosegundos. La observación del movimiento de los electrones ocurre en la escala de attosegundos. [ 16 ]
El número de electrones en un átomo y su configuración definen un elemento . Debido a que los pulsos de attosegundos son más rápidos que el movimiento de los electrones en átomos y moléculas, proporcionan una nueva herramienta para controlar y medir los estados cuánticos de la materia. [ 17 ] Estos pulsos se han utilizado para explorar la física detallada de átomos y moléculas y tienen aplicaciones potenciales en campos que van desde la electrónica hasta la medicina. [ 18 ]
Observando directamente las oscilaciones ondulatorias de la luz.
Mediante un método denominado barrido de attosegundos , se pueden observar los componentes eléctricos de las ondas electromagnéticas . Los científicos parten de un gas de átomos de neón y los ionizan con un único pulso ultracorto de radiación ultravioleta , medido en attosegundos. El campo eléctrico infrarrojo influye notablemente en el movimiento de los electrones. Estos se desplazan hacia arriba y hacia abajo a medida que el campo oscila. Dependiendo del momento de la liberación del electrón, este proceso genera diferentes energías finales. La medición final de la energía del electrón, en función del retardo relativo entre los dos pulsos, muestra claramente las huellas del campo eléctrico del pulso de attosegundos. [ 19 ]
pulsos cortos de luz
El Premio Nobel de Física de 2023 fue otorgado a Pierre Agostini , Ferenc Krausz y Anne L'Huillier por demostrar una forma de crear pulsos de luz "casi inimaginablemente" cortos, medidos en attosegundos. Estos pulsos pueden utilizarse para capturar y estudiar procesos rápidos dentro de los átomos , como el comportamiento de los electrones. [ 20 ] [ 21 ]
Control de la coherencia y el entrelazamiento electrónicos
Los pulsos de attosegundos también se han utilizado para estudiar y controlar la coherencia cuántica en moléculas. En un estudio de 2026 publicado en Nature , los investigadores utilizaron pulsos láser de attosegundos e infrarrojos sincronizados para ionizar moléculas de hidrógeno , generando estados entrelazados entre el electrón emitido y el ion molecular restante. Al variar el retardo temporal entre los pulsos, demostraron el control sobre el grado de coherencia electrónica y entrelazamiento en escalas de tiempo de attosegundos. [ 22 ]
Véase también
Referencias
- ↑ "attosecond - Diccionario/tesauro Memidex" . 7 de abril de 2019. Archivado del original el 7 de abril de 2019. Consultado el 24 de octubre de 2023 .
- ↑ "Explorando el tiempo de "attosegundos" - Instituto Steacie de Ciencias Moleculares (SIMS)" . 11 de noviembre de 2007. Archivado del original el 11 de noviembre de 2007. Consultado el 24 de octubre de 2023 .
- ↑ Grundmann, Sven; Traberto, Daniel; Fehre, Kilian; Más fuerte, Nico; Muelle, Andrés; Káiser, León; Kircher, Max; Weller, Miriam; Eckart, Sebastián; Schmidt, Lothar Ph.H.; Trinter, Florian; Jahnke, hasta; Schöffler, Markus S.; Dörner, Reinhard (16 de octubre de 2020). "Retraso en el tiempo de nacimiento de zeptosegundos en la fotoionización molecular" . Ciencia . 370 (6514): 339– 341. arXiv : 2010.08298 . Código Bib : 2020Ciencia...370..339G . doi : 10.1126/ciencia.abb9318 . ISSN 0036-8075 . PMID 33060359 . S2CID 222412229 .
- ↑ "Valor CODATA: unidad atómica de tiempo" . physics.nist.gov . Consultado el 24 de octubre de 2023 .
- ↑ "Optica Publishing Group" . opg.optica.org . Consultado el 24 de octubre de 2023 .
- ↑ Kim, HY; Garg, M.; Mandal, S.; Seiffert, L.; Fennel, T.; Goulielmakis, E. (enero de 2023). "Emisión de campo de attosegundos" . Nature . 613 ( 7945): 662– 666. doi : 10.1038/s41586-022-05577-1 . ISSN 1476-4687 . PMC 9876796. PMID 36697865 .
- ↑ "Se afirma que los pulsos de electrones de attosegundos son los más cortos jamás registrados" . Physics World . 17 de febrero de 2023. Consultado el 17 de febrero de 2023 .
- ^ Li, Jie; Ren, Xiaoming; Yin, Yanchun; Zhao, Kun; Mastica, Andrew; Cheng, Yan; Cunningham, Eric; Wang, Yang; Hu, Shuyuan; Wu, Yi; Chini, Michael; Chang, Zenghu (4 de agosto de 2017). "Los pulsos de rayos X de 53 attosegundos alcanzan el borde K del carbono" . Comunicaciones de la naturaleza . 8 (1): 186. Código Bib : 2017NatCo...8..186L . doi : 10.1038/s41467-017-00321-0 . ISSN 2041-1723 . PMC 5543167 . PMID 28775272 .
- ↑ "Observando la mecánica cuántica en acción: Investigadores crean un pulso láser que bate el récord mundial" . ScienceDaily . Consultado el 24 de octubre de 2023 .
- ↑ "Berilio-8" , Wikipedia , 21 de junio de 2023 , consultado el 24 de octubre de 2023
- ↑ "Visión más rápida del movimiento molecular" . 4 de marzo de 2006. Consultado el 24 de octubre de 2023 .
- ↑ "Salto sincronizado de electrones entre átomos | New Scientist" . 11 de mayo de 2016. Archivado del original el 11 de mayo de 2016. Consultado el 24 de octubre de 2023 .
- ↑ Föhlisch, A.; Feulner, P.; Hennies, F.; Fink, A.; Menzel, D.; Sanchez-Portal, D.; Echenique, PM; Wurth, W. (1 de julio de 2005). "Observación directa de la dinámica de electrones en el dominio del attosegundo" . Nature . 436 ( 7049): 373–376 . Bibcode : 2005Natur.436..373F . doi : 10.1038/nature03833 . ISSN 0028-0836 . PMID 16034414. S2CID 4411563 .
- ↑ "La física del attosegundo se convierte en un hito" . www.mpq.mpg.de. Consultado el 24 de octubre de 2023 .
- ↑ Krausz, Ferenc (2016). "El nacimiento de la física de attosegundos y su madurez" . Physica Scripta . 91 (6). Bibcode : 2016PhyS...91f3011K . doi : 10.1088/0031-8949/91/6/063011 . S2CID 124590030 .
- ↑ "El Premio Nobel de Química 1999" . NobelPrize.org . Consultado el 24 de octubre de 2023 .
- ↑ Canadá, Consejo Nacional de Investigación (15 de junio de 2017). "Importancia de la investigación en attosegundos" . www.canada.ca . Consultado el 4 de noviembre de 2023 .
- ↑ "El Premio Nobel de Física 2023" . NobelPrize.org . Consultado el 5 de noviembre de 2023 .
- ↑ Goulielmakis, E.; Uiberacker, M.; Kienberger, R.; Baltuska, A.; Yakovlev, V.; Scrinzi, A.; Westerwalbesloh, Th.; Kleineberg, U.; Heinzmann, U.; Drescher, M.; Krausz, F. (27 de agosto de 2004). "Medición directa de ondas de luz" . Science . 305 ( 5688): 1267– 1269. Bibcode : 2004Sci...305.1267G . doi : 10.1126/science.1100866 . ISSN 0036-8075 . PMID 15333834. S2CID 38772425 .
- ↑ Gill, Victoria (3 de octubre de 2023). "Premio Nobel para los 'físicos de attosegundos' Agostini, L'Huillier y Krausz" . BBC . Consultado el 8 de mayo de 2024 .
- ↑ Bubola, Emma; Miller, Katrina (3 de octubre de 2023). "Se otorga el Premio Nobel de Física a 3 científicos por esclarecer cómo se mueven los electrones" . The New York Times . Consultado el 8 de mayo de 2024 .
- ↑ Koll, L.-M.; et al. (2026). "Entrelazamiento y coherencia electrónica en la ciencia de los attosegundos" . Nature . 652 : 82–88 . doi : 10.1038/s41586-026-10230-2 .
- Órdenes de magnitud (tiempo)