Az EPFL svájci kutatóegyetem kutatói az elektronok segítségével vizsgálták, mi határozza meg az időt a kvantumvilágban. Hugo Dil, az egyetem fizikusa szerint az idő fogalma évszázadok óta kihívást jelent a filozófusoknak és a fizikusoknak, és a kvantummechanika megjelenése sem egyszerűsítette a kérdést. Különösen nehéz a kvantumátmenetekhez kapcsolódó időskála pontos mérése, hiszen az események villámgyorsan, szinte szempillantás alatt zajlanak, és maga a megfigyelés is torzíthatja az eredményt.
A kvantumesemények, például az alagúteffektus vagy amikor egy elektron foton elnyelésével állapotot vált, rendkívül rövid idő alatt történnek. Némelyik folyamat csupán néhány tíz attoszekundumig (10?18 másodpercig) tart ? olyan rövid idő, hogy a fény még egy apró vírus szélességén sem haladna át. Az attoszekundumos időskálán történő mérések lehetségesek ugyan, de rendkívül komplikáltak, és a mérési folyamat mesterséges torzulásokat okozhat.
A kutatók egy speciális módszert alkalmaztak, amely az elektronok és fotonok interferenciáján alapul. Amikor a fény gerjeszt egy elektront, az egyszerre több kvantumútvonalat követhet, amelyek interferálnak egymással. Ez az interferencia mintázatként jelenik meg az elektron spinjében, amelyből a kutatók ki tudták számítani az átmenet időtartamát. A vizsgálatokat különböző anyagokon végezték, egyszerűbb, szimmetrikus szerkezetű anyagokon, például rézen, és bonyolultabb, többrétegű anyagokon is.
Az eredmények szerint az egyszerű felépítésű anyagokban az átmenet mindössze 26 attoszekundumig tart, míg a komplex struktúrákban akár 200 attoszekundum is lehet. Ez azt jelzi, hogy a kvantumesemények időtartamát alapvetően az anyag atomi felépítése szabja meg. A kutatók hangsúlyozzák, hogy ez nem csupán a fotoemisszió időzítéséről ad információt, hanem mélyebb betekintést nyújt az idő szerepébe a kvantummechanikában, és abba, milyen tényezők befolyásolják az átmenetek látszólag pillanatnyi jellegét.
Dil szerint a kutatás új lehetőséget teremt arra, hogy megértsük, miként viselkedik az idő a kvantumszinten, és segít tisztábban látni azokat a mechanizmusokat, amelyek meghatározzák a kvantumátmenetek időtartamát.
forrás: raketa.hu
