Τα αττοδευτερόλεπτα είναι η μικρότερη μετρήσιμη περίοδος χρόνου

Το Νόμπελ Φυσικής του 2023 πήγε σε τρεις επιστήμονες (Pierre Agostini, Ferenc Krausz και Anne L’Huillier) για την εργασία τους πάνω στα αττοδευτερόλεπτα, τη μικρότερη κλίμακα χρόνου που μπορούμε να μετρήσουμε απευθείας σήμερα. Χρησιμοποιώντας laser ως εργαλείο για να παρατηρήσουν ή ακόμα και να χειριστούν ηλεκτρόνια, οι επιστήμονες άνοιξαν ένα νέο παράθυρο στους τομείς έρευνας της χημείας και των ηλεκτρονικών.

Πόσο γρήγορο είναι λοιπόν ένα αττοδευτερόλεπτο; Είναι τόσο γρήγορο που δε βγάζει νόημα για την ανθρώπινη αντίληψη, καθώς διαρκεί ένα δισεκατομμυριοστό ενός δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου. Είναι δηλαδή 1/1.000.000.000.000.000.000 δευτερόλεπτα. Για χάρη σύγκρισης μπορούμε να πούμε πως ένα δευτερόλεπτο αποτελείται από τόσα αττοδευτερόλεπτα, όσα δευτερόλεπτα έχουν περάσει από τα 13.8 δισεκατομμύρια έτη του σύμπαντος.

Γιατί όμως χρειαζόμαστε μία τέτοια εξωφρενική κλίμακα χρόνου; Επειδή αυτή είναι η ταχύτητα με την οποία λειτουργούν τα ηλεκτρόνια. Ένα ηλεκτρόνιο χρειάζεται 150 αττοδευτερόλεπτα για να περιστραφεί γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου υδρογόνου. Έτσι, με τα αττοδευτερόλεπτα, οι επιστήμονες έχουν πρόσβαση στις βασικές διεργασίες του ατόμου που δεν μπορούσαμε να παρατηρήσουμε νωρίτερα.

Όλα τα ηλεκτρονικά μετρούνται με την κίνηση των ηλεκτρονίων και το τωρινό “όριο ταχύτητας” είναι τα νανοδευτερόλεπτα. Αν οι μικροεπεξεργαστές αλλάζανε σε αττοδευτερόλεπτα, η διεργασία πληροφορικής θα μπορούσε να γίνει ένα δισεκατομμύριο φορές ταχύτερη.

Ο κόσμος των αττοδευτερολέπτων άνοιξε όταν η φυσικός Anne L’Huillier χρησιμοποίησε υψηλής ισχύος lasers για να παράγει παλμούς φωτός εξαιρετικά μικρών περιόδων. Αυτό το φως μπορούμε να το κατευθύνουμε σε υλικά για να δούμε την αντίδρασή τους σε αυτήν την κλίμακα χρόνου. Σήμερα, το ρεκόρ για το μικρότερο σε διάρκεια παλμό φωτός, είναι 43 αττοδευτερόλεπτα.

Σήμερα, οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα αττοδευτερόλεπτα απλά για να παρατηρήσουν τα ηλεκτρόνια.

Αλλά αυτό που θα γίνει στο μέλλον καθώς έχει μόλις αρχίσει να γίνεται δυνατόν, είναι να ελέγξουμε τα ηλεκτρόνια, να διαχειριστούμε την κίνησή τους. Δε θα περιοριζόμαστε πλέον από αυτό που κάνουν φυσικά τα μόρια αλλά θα μπορούμε να τα προσαρμόσουμε στις ανάγκες μας.

Η λεγόμενη “αττοχημεία” θα αλλάξει τον κόσμο. Οι πρώτες εφαρμογές μπορούν να οδηγήσου σε πιο αποδοτικά ηλιακά πάνελ ή σε παραγωγή καθαρών καυσίμων, αλλά στην πραγματικότητα ακόμα δεν έχουμε σκεφτεί καν όλους τους τομείς όπου μπορεί να εφαρμοστεί.