Natuurkundigen aan de Uni-versität Kassel hebben een stap in een volledig nieuw tijdsgebied gezet en een nieuw record gevestigd be-treffende het kortste tijds-interval dat ooit door mensen actief is gedomineerd. De onderzoekers hebben optische metingen met een tijdnauw-keurigheid van 300 zs (300 zeptoseconden) gerealiseerd. De wetenschappers uit het vakgebied Experimental-physik III – Femtosekunden-Spektroskopie hebben daarmee het huidige record van 12 as (12 attoseconden, 12.10-18) met een factor veertig overtroffen.
De stap in de micro- en nanokosmos gaat niet alleen om het binnendringen in steeds kleinere structuren, maar is ook gekoppeld aan steeds kortere tijds-intervallen. Een middel voor onderzoek naar tijdprocessen op moleculair en atomair niveau zijn ultrakorte laserpulsen.
Deze lichtflitsen met een tijdsduur in de buurt van een paar miljardsten van een seconde maken bijvoorbeeld het filmen in de doelbewuste manipulatie van che-mische reacties mogelijk, zoals de productie van op maat gemaakte moleculen.
300 zs
Onderzoekers van de Universität Kassel werken aan speciale laserflitsen die ze voor een specifiek experiment ontwerpen, wat betekent dat ze de vorm en de eigenschappen van de lichtpulsen gericht aanpassen aan de betreffende expe-rimentele eisen. Het is de natuurkundigen gelukt om een tijdsignaalresolutie te verwezenlijken bij de productie van een dergelijke op maat gesneden laserpuls van 300 zeptoseconden, 300. 10-21 s.
Tijdmeting met zeer hoge resolutie (interferometrisch autocorrelatie) van een laserpuls van femtoseconde (10-15 s).
Dit is een stap naar nieuwe tijddomeinen en betekent een nieuw record: het is het kortste door de mens actief beheerste tijdsinterval ooit. Ter illustratie: in 300 zs legt licht een afstand af die ongeveer overeenkomt met een doorsnede van een waterstofatoom, terwijl het in 1 s ongeveer de afstand aflegt van de aarde naar de maan.
Wetenschappelijke betekenis
De wetenschappers uit Kassel hebben deze intensieve, op maat gesneden laserpuls niet alleen zeer nauwkeurig geproduceerd, maar ook al in experi-menten gebruikt. Zo konden ze actief energietoestanden manipuleren in een systeem, dat werd gevormd uit laserlicht en atomen.
Door de uitgevoerde experimenten met de gerealiseerde precisie zal in de toekomst de toegang tot de waarneming en controle van nog snellere dan de hier beschreven processen op atomair niveau kunnen worden verkregen.
