Was ist das kürzeste jemals gemessene Zeitintervall?

Das kürzeste jemals gemessene Zeitintervall beträgt 100 Attosekunden (as), eine Milliardstelsekunde. Die Messung wurde von einem Forschungsteam unter der Leitung von Professor Ferenc Krausz von der Technischen Universität Wien in Österreich durchgeführt. Mit tomographischen Bildern erfassten die Wissenschaftler den Zustand eines Elektrons 100 Attosekunden nach seinem Austritt aus dem Atomkern. Das Elektron wurde durch Pulse von extrem ultraviolettem (XUV) Laserlicht ausgestoßen. Je kürzer die Wellenlänge, desto mehr Energie können Sie in einen elektromagnetischen Strahl packen, und extremes Ultraviolett repräsentiert eine winzige Wellenlänge von nur 10 nm bis 100 nm, etwa der Größe eines großen Moleküls. Die einzigen Formen elektromagnetischer Strahlung mit kürzeren Wellenlängen sind Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und kosmische Strahlen.

Der Computer, mit dem Sie auf diese Webseite zugreifen, läuft wahrscheinlich etwas über 1 GHz oder Gigahertz, was bedeutet, dass er etwa eine Milliarde Operationen pro Sekunde ausführt. Das kürzeste bisher gemessene Zeitintervall, 100 Attosekunden, könnte etwa eine Milliarde Mal in diese eine Anweisung passen. 100 Attosekunden ist auch die Zeit, die Licht benötigt, um etwa 33 Nanometer zu wandern, und es ist kein Zufall, dass das gemessene Zeitintervall ungefähr der Zeit entspricht, die Licht benötigt, um die Wellenlänge einer extremen ultravioletten Welle zu durchqueren. Weiteres Sondieren mit Röntgen- oder Gammastrahlen könnte das kürzeste gemessene Zeitintervall in die niedrigen Attosekunden, vielleicht sogar in die Zeptosekunden (Milliardstelsekunden) verkürzen.

So winzig ein Zeitintervall von 100 Attosekunden ist, liegt es immer noch 28 Größenordnungen über der kleinsten physikalisch sinnvollen Zeitlänge, der Planck-Zeit. In diesem winzigen Zeitintervall machen es Quantenfluktuationen schwer, eine eindeutige Richtung der Kausalität auszumachen. Aber bei 100 Attosekunden sind atomare Wechselwirkungen sehr stabil.

Es gibt einige biologische Prozesse, die auf sehr niedrigen Zeitskalen ablaufen. Beispielsweise reagieren die Pigmente in Ihrem Auge, die einfallendes Licht erkennen, innerhalb von etwa 100 Femtosekunden (fs) oder etwa 1,000 Mal länger als das kürzeste gemessene Intervall. Viele schnelle chemische Reaktionen laufen im Femtosekundenbereich ab. Subatomare Ereignisse, wie der Ausstoß des Elektrons aus dem Kern wie in diesem Experiment, sind eines der wenigen beobachtbaren Ereignisse, die auf so kurzen Zeitskalen stattfinden.