Un femtosecondo è un’unità di tempo incredibilmente piccola che a volte viene utilizzata per misurazioni precise nelle scienze fisiche come la chimica e la fisica. Un quadrilionesimo di secondo è uguale a un femtosecondo; ciò significa che un quadrilione di femtosecondi, che è pari a un miliardo di volte un milione di femtosecondi, costituisce un secondo. In forma di notazione scientifica, un femtosecondo è pari a 1×10-15 secondi. Per contestualizzare, anche le reazioni chimiche più veloci vengono misurate in centinaia di femtosecondi. Il numero di femtosecondi in un secondo è di gran lunga maggiore del numero di secondi in una vita umana.
Il femtosecondo fa parte del Sistema internazionale di unità, chiamato sistema SI dal francese le Système international d’unités. Il Sistema internazionale di unità viene utilizzato principalmente per l’indagine scientifica ed è costruito attorno al numero dieci, che è generalmente facile da gestire in situazioni quantitative. Sebbene sia simile al sistema metrico, è più completo e meglio definito.
I femtosecondi non vengono quasi mai utilizzati al di fuori della ricerca scientifica; sono semplicemente troppo piccoli per essere convenienti. Una tecnica chiamata modellazione dell’impulso a femtosecondi viene utilizzata in ottica per visualizzare vari processi estremamente rapidi, come alcune reazioni chimiche, su scale temporali molto brevi. La modellazione dell’impulso viene utilizzata per alterare la durata di un breve impulso di luce proveniente da un laser, che può essere utilizzato per scopi di osservazione. Impulsi più brevi consentono intervalli di tempo osservabili più brevi, consentendo una visualizzazione più dettagliata di un processo. La modellazione dell’impulso a femtosecondi ha dato origine al campo della femtochimica.
Le reazioni chimiche avvengono molto rapidamente; generalmente si vedono solo i reagenti, o sostanze che esistono all’inizio di una reazione, ei prodotti, o sostanze che esistono alla fine di una reazione. Le reazioni si verificano così rapidamente che generalmente non è possibile discernere cosa accade tra l’inizio e la fine della reazione. Utilizzando la modellazione dell’impulso a femtosecondi, gli scienziati possono visualizzare le fasi intermedie di alcune reazioni a intervalli di tempo incredibilmente piccoli misurabili in femtosecondi. Questo livello di accuratezza consente agli scienziati di osservare le fasi di una reazione su una scala temporale che la mente umana può effettivamente comprendere ed elaborare.
Sebbene il femtosecondo sia un’unità di misura incredibilmente piccola, è ben lungi dall’essere l’unità più piccola conosciuta. La distanza di dimensione più piccola di cui si può teoricamente conoscere qualsiasi cosa è chiamata lunghezza di Planck ed è misurata a circa 1.62 × 10-35 metri. La più piccola unità di tempo è chiamata tempo di Planck, che è il tempo necessario per percorrere una lunghezza di Planck alla velocità della luce, la velocità massima universale teorica. Un tempo di Planck è 5.39 × 10-44 secondi.