L’intervallo di tempo più breve mai misurato è di 100 attosecondi (as), un miliardesimo di secondo. La misurazione è stata ottenuta da un gruppo di ricerca guidato dal professor Ferenc Krausz, della Technische Universitat Wien in Austria. Gli scienziati hanno usato immagini tomografiche per registrare lo stato di un elettrone 100 attosecondi dopo la sua partenza dal nucleo di un atomo. L’elettrone è stato espulso da impulsi di luce laser ultravioletta estrema (XUV). Più corta è la lunghezza d’onda, più energia puoi impacchettare in un raggio elettromagnetico e l’ultravioletto estremo rappresenta una lunghezza d’onda minuscola di soli 10 nm-100 nm, circa le dimensioni di una grande molecola. Le uniche forme di radiazione elettromagnetica con lunghezze d’onda più corte sono i raggi X, i raggi gamma e i raggi cosmici.
Il computer che stai utilizzando per accedere a questa pagina Web probabilmente gira da qualche parte a poco più di 1 GHz, o gigahertz, il che significa che esegue circa un miliardo di operazioni al secondo. L’intervallo di tempo più breve mai misurato, 100 attosecondi, potrebbe rientrare in quell’unica istruzione circa un miliardo di volte. 100 attosecondi è anche il tempo impiegato dalla luce per viaggiare di circa 33 nanometri, e non è un caso che l’intervallo di tempo misurato sia all’incirca uguale al tempo impiegato dalla luce per attraversare la lunghezza d’onda di un’onda ultravioletta estrema. Ulteriori sondaggi con raggi X o raggi gamma potrebbero ridurre l’intervallo di tempo più breve misurato negli attosecondi bassi, e forse anche negli zeptosecondi (miliardi di trilionesimi di secondo).
Nonostante sia piccolo un intervallo di tempo di 100 attosecondi, è ancora 28 ordini di grandezza al di sopra della più piccola lunghezza di tempo fisicamente significativa, il tempo di Planck. In quel minuscolo intervallo di tempo, le fluttuazioni quantistiche rendono difficile distinguere una direzione distinta di causalità. Ma a 100 attosecondi, le interazioni atomiche sono molto stabili.
Ci sono alcuni processi biologici che si verificano in tempi molto bassi. Ad esempio, i pigmenti nei tuoi occhi che rilevano la luce in arrivo rispondono entro circa 100 femtosecondi (fs) o circa 1,000 volte in più rispetto all’intervallo più breve misurato. Molte reazioni chimiche rapide avvengono nell’intervallo dei femtosecondi. Gli eventi subatomici, come l’espulsione dell’elettrone dal nucleo come in questo esperimento, sono uno dei pochi eventi osservabili che si verificano su scale temporali così brevi.