史上最短の現象が計測される
史上最短の現象が計測される/iStock

 どうやら一瞬の定義は塗り替えられてしまったようだ。ドイツの研究者によって史上最短の現象が計測されたからだ。

 それは光子が水素分子1個の長さを通過するのにかかる時間
 10垓(がい)分の1秒単位の長さの現象だ。
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超高速のミクロの世界


 ミクロの世界は超高速の世界でもある。人間の時間感覚では一瞬でしかない1秒ですら、まるで永遠であるかのように思えてくる。

 化学物質の結合と分離はわずか「フェムト秒」(1000兆分の1秒)で起こる。ゆえにここ数十年では、そうした超高速世界の現象を計測するためにフェムト秒レーザーパルスが利用されてきた。

 だが、もはやフェムト秒すらのろま扱いされる日が来てしまった。


光子が水素分子を通過するまでの時間


 ドイツ・フランクフルト大学とフリッツ・ハーバー研究のグループは、水素(H2)分子にX線を照射して2つの電子を排出(光電離)させ、そのときの干渉パターンを計測。これによって光子が最初に水素原子に到達し、それから分子に到達するまでの時間を超々精密に算出した。

 その結果は247ゼプト秒だ。

1_e5
image by:Sven Grundmann, Goethe University Frankfurt

10垓分の1秒、それは空の時間


 1ゼプト秒は10のマイナス21乗秒――すなわち10分の1秒で、件のフェムト秒の100万分の1の短さだ。10垓分の1を日本の数字の単位で表すと「空」というらしく、なんだか悟りを開けそうな境地になってくる。

 だが小数点を使って記述するなら、0.000000000000000000001秒。超々小さな数であるはずなのに、とてつもなく大きいと錯覚しそうになる。

 ちなみに1秒に含まれる1ゼプト秒の数を数えてみると、31兆7000億年に含まれる1秒の数に匹敵するという。その年数は、この宇宙が始まって以来の長さのさらに2365倍の長さだ。


電子殻の反応には時差がある


 同グループは、2016年にもヘリウム原子に光子が命中してから電子が排出されるまでの時間が850ゼプト秒であることを計測している。

 今回その最短計測記録はさらに3分の1ほど縮まった。これによって、分子内の電子殻が位置に関わりなく一瞬で光に反応しているわけではなく、多少の時間差があることが初めて確認されたそうだ。

この研究は『Science』(10月16日付)に掲載された。
Zeptosecond birth time delay in molecular photoionization | Science
https://science.sciencemag.org/content/370/6514/339
References:newatlas/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 09:09
  • ID:.7qyEuLH0 #

おそろしく早い通過。オレでも見逃しちゃうね。

2

2. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 09:12
  • ID:wyvpIUy30 #

えーと……なんだって?

3

3. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 09:34
  • ID:MtXT1V8r0 #

サッパリわからへん

4

4. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 09:59
  • ID:22F1VNhr0 #

で それが解かってなにができると?

5

5. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 10:31
  • ID:TL0j6ogG0 #

ものすごい手間を時間をかけた研究なんだろうな

6

6. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 10:36
  • ID:TFNNW.hs0 #

難しくて俺には理解できなかったが、めちゃくちゃ早いということだけは分かった。

7

7. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 10:42
  • ID:NsY88Pcj0 #

※4
この発見で何が証明できてどんな理論が成り立つかなんて、現状関係ない
新しい物理事象の発見は、それだけで価値がある

8

8. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 10:48
  • ID:rpGltL420 #

※4
知らんのか?新しい瞬間の探索が始まる

9

9. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 10:48
  • ID:U8zhKn1C0 #

刹那より短いん?(調べるの面倒)

10

10. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 10:48
  • ID:bPxMUXdN0 #

プランク時間よりわかりやすくていい
何より観測できる!

11

11. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 10:51
  • ID:uqLgZxHr0 #

現在は電子の軌道は一瞬で移動する(間がない)ものとしてるのだが
光を当てて反応みてみたら、外側と内側で時間差があるみたい?
ってことかな。

この現象も含めてアインシュタインはこんな現象ありえない何かカラクリがあるはずだってずっと悩んでたけど、解明の一歩になるかもしれないね

12

12. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 10:59
  • ID:5ORXGlsA0 #

ピコ太郎もビックリ、発明や発見には何それから始まるものである。イグノーベル賞もバカバカしいとは思っていない

13

13. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 11:02
  • ID:0c6P72w00 #

いまちょうどアシモフ博士の本を読んでて、単位の解説なんだが「Tm」のところ。
このあと時間の単位も出てくるようだから実にタイムリー。
書かれたのが約30年前だから、その間にどこまで科学が進んだのか気になるところ。

14

14. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 11:08
  • ID:0OHZ.pTj0 #

格ゲーとかで「フレーム」ってあるだろ?
現実世界の1フレームがこれってことさ

15

15.

  • 2020年10月23日 11:08
  • ID:.oIlJn.l0 #
16

16.

  • 2020年10月23日 11:08
  • ID:22F1VNhr0 #
17

17. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 11:18
  • ID:zzh.R4hR0 #

>ちなみに1秒に含まれる1ゼプト秒の数を数えてみると、31兆7000億年に含まれる1秒の数に匹敵するという。その年数は、この宇宙が始まって以来の長さのさらに2365倍の長さだ。

何を言われてるのか意味がわからないんだぜ…

18

18. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 11:19
  • ID:qQWuZgYd0 #

人間から見ると極小の世界、超短時間で誕生、消滅する生物、文明もあるかもしれないな
ほぼ観測が不可能という

19

19. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 11:30
  • ID:Fy98eBJS0 #

これでもプランク秒が10の-21乗くらい小さいとか…
時空の謎は尽きまじ

20

20. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 11:31
  • ID:ixkRz.br0 #

光子が最初に水素原子に到達し、それから分子に到達するまでの時間
→ 光子が一個目の原子に到達し、二個目の原子に到達するまでの時間

一個目の原子と二個目の原子がくっついて一つの水素分子になってる。
the first hydrogen atom and the second one in the molecule てな感じ。

21

21.

  • 2020年10月23日 11:34
  • ID:t2psRMdx0 #
22

22. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 11:44
  • ID:1BLXHMnn0 #

なんだかガンダムにでてくる組織の名前みたいだな

「ゼプト」

23

23. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 11:55
  • ID:6wqPCrOg0 #

ふーん、そうかー、なるほどねー。
オレに関係ない話だという事は完ぺきに理解したわー。

24

24. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 12:28
  • ID:MntnI76f0 #

ワイが女の子にふられる時間とどっちが早いやろ

25

25. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 12:29
  • ID:MntnI76f0 #

※22
エヴァの裏組織じゃなかったっけ

26

26. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 12:31
  • ID:KrrWq5JC0 #

久しぶりだったせいか昨夜1ゼプト秒でイッてしまい上さんプンプン

27

27. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 12:31
  • ID:MntnI76f0 #

※17
>>> >ちなみに1秒に含まれる1ゼプト秒の数を数えてみると、31兆7000億年に含まれる1秒の数に匹敵するという。その年数は、この宇宙が始まって以来の長さのさらに2365倍の長さだ。
>>>何を言われてるのか意味がわからないんだぜ…

つまり、一秒は誕生以来の宇宙よりも長いと(ワイ何言うてんやろ

28

28. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 12:37
  • ID:KrrWq5JC0 #

※18
確かに。
逆に極小の世界から見た私たちの世界も大き過ぎて観測不可能でしょうからね。
それぞれの視点から描いた映画があったら面白そう。

29

29. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 12:40
  • ID:0DuUpJ4Q0 #

どうやって測ったんだろう

30

30. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 13:03
  • ID:n5GgCH3D0 #

光より早くはないのか

31

31. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 13:26
  • ID:ht1jOsvI0 #

ちょっと説明が違うよね。
2つの電子が飛び出す時に時間差があるっていう話で、その時間差は光子が分子を通過するのに掛かる時間に関係してるって話だよな。

32

32. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 13:26
  • ID:feXlWKyj0 #

※17
31兆7000億年を秒換算した場合の数と、1秒をゼプト秒換算した場合の数がほぼ同じ、という意味でない?

33

33.

  • 2020年10月23日 13:27
  • ID:22F1VNhr0 #
34

34. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 13:44
  • ID:6Hq2rVsy0 #

果たして時間と空間が連続しているのか、連続していないかの答えは
これを突き詰めていくと分かるんだろうね

35

35. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 13:55
  • ID:KqMzU3El0 #

なるほど、わからん

36

36. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 14:56
  • ID:32HpPDYy0 #

理論上の最小時間単位であるプランク時間は約5.39x10^-44秒だからまだまだだな

37

37. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 15:27
  • ID:4sK24.Vx0 #

ゼプトは仏教の時間単位で「清浄」、さらに小さな単位に阿頼耶、阿摩羅、涅槃寂静がある。
科学を突き詰めていくと仏教の宇宙観に近づいていくような気がする。

38

38. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 17:37
  • ID:ixkRz.br0 #

※20
えーと、直してもらったけどまだ違うわ。31.のコメントも読んでください。
図の赤い丸が1st atomと2nd atomでポンタの目みたいので分子1個って数える
the researchers were able to precisely calculate how long it took the photon to reach the first hydrogen atom, then the second [hydrogen atom], (in the molecule).

39

39. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 19:22
  • ID:fR2IxXRZ0 #

これの何が役に立つかって、重力波の検出だよ。
これだけの精度があれば、2つの地点に別々に伝わる重力波到達の正確な時間差が測れる。
その解析をすれば、もしかしたら重力波についての性質がもっとわかるようになるかもしれない。

40

40. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 20:46
  • ID:h5IJ2fDV0 #

※9
刹那はたったの0.013秒だから知覚できるレベル

41

41. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 21:41
  • ID:d0KYT3vl0 #

>>14
この1フレーム視点だと人生は永遠に感じるな

42

42. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 22:44
  • ID:QW2UERNb0 #

素粒子の持つ波動と粒子の二重性について地味に役立つといいなという期待

43

43. 匿名処理班

  • 2020年10月23日 22:51
  • ID:RBUDoody0 #

この現象をうまく利用して、非常に小さな刻みの正確な時計ができたら災害予知につながるかも。
地面の高低差の変動を細かく測定できる
ので、地すべりや地震をいち早く察知できるのでは。

44

44. 匿名処理班

  • 2020年10月24日 00:31
  • ID:atcctLzV0 #

※4
企業をダメにする考え方

45

45. 匿名処理班

  • 2020年10月24日 03:28
  • ID:Xb1G.W.n0 #

この世界の秘密を知るためには時間の最小単位とかを調べる必要があるんだよね
そういう実験の一環だね

46

46. 匿名処理班

  • 2020年10月24日 04:18
  • ID:.ALsddli0 #

電子よりも早く原子核で計測しようよ
たのしみだねー
どんな構造なんだろう

47

47. 匿名処理班

  • 2020年10月24日 08:01
  • ID:rqszuoqu0 #

>>1
見逃しちゃうんかい❗️

48

48. 匿名処理班

  • 2020年10月24日 08:27
  • ID:G.cgOgAC0 #

>>24
0は観測できないんやで

49

49. 匿名処理班

  • 2020年10月24日 20:23
  • ID:LigImEkO0 #

距離(水素分子1個分)と時間(247ゼプト秒)が分かったなら光子?の速さも正確に求められるのかな。ググったけど「秒速29万9792km」ってなっててkm単位だったから。

50

50. 匿名処理班

  • 2020年10月25日 16:35
  • ID:mPc710JG0 #

>>49
俺がググった結果。
1983年からは、1mは光が1/299,792,458秒間に真空中を進む距離と定義されている。
従って、光速は299792458m/sの定数値となっている。

つまり正確に測れば測るほどメートル法の基準値が変化するだけで、数字そのものはもう変化しない。

なお誤差は±1.2m程度ある。
9桁の精度で測定するのはそれだけで大変だよ。

51

51. 匿名処理班

  • 2020年10月26日 20:20
  • ID:NbvBXm0i0 #

存在が希薄で速すぎるゥゥゥ
もし光より速いものがあったとしたら(!)
やっぱ光学機械とかでは観測できない?
観測ムリ?

52

52.

  • 2020年10月31日 14:27
  • ID:5c4cI7HH0 #
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