Τι είναι το Femtosecond;

Ένα femtosecond είναι μια απίστευτα μικρή μονάδα χρόνου που χρησιμοποιείται μερικές φορές για ακριβείς μετρήσεις σε φυσικές επιστήμες όπως η χημεία και η φυσική. Ένα τετράδιοτο του δευτερολέπτου ισούται με ένα femtosecond. Αυτό σημαίνει ότι ένα τετράκι δισεκατομμύριο femtoseconds, που ισούται με ένα δισεκατομμύριο επί ένα εκατομμύριο femtoseconds, αποτελούν ένα δευτερόλεπτο. Σε μορφή επιστημονικής σημειογραφίας, ένα femtosecond είναι ίσο με 1×10-15 δευτερόλεπτα. Για να το θέσουμε στο πλαίσιο, ακόμη και οι πιο γρήγορες χημικές αντιδράσεις μετρώνται σε εκατοντάδες femtoseconds. Ο αριθμός των femtoseconds σε ένα δευτερόλεπτο είναι πολύ μεγαλύτερος από τον αριθμό των δευτερολέπτων σε μια ανθρώπινη διάρκεια ζωής.

Το femtosecond είναι μέρος του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων, που ονομάζεται σύστημα SI από το γαλλικό le Système international d’unités. Το Διεθνές Σύστημα Μονάδων χρησιμοποιείται κυρίως για επιστημονική έρευνα και είναι χτισμένο γύρω από τον αριθμό δέκα, που είναι γενικά εύκολο να αντιμετωπιστεί σε ποσοτικές καταστάσεις. Αν και είναι παρόμοιο με το μετρικό σύστημα, είναι πιο περιεκτικό και καλύτερα ορισμένο.

Τα femtoseconds δεν χρησιμοποιούνται σχεδόν ποτέ εκτός επιστημονικής έρευνας. είναι απλά πολύ μικρά για να είναι βολικά. Μια τεχνική που ονομάζεται διαμόρφωση παλμού femtosecond χρησιμοποιείται στην οπτική για την προβολή διαφόρων εξαιρετικά γρήγορων διεργασιών, όπως ορισμένες χημικές αντιδράσεις, σε πολύ σύντομα χρονικά διαστήματα. Η διαμόρφωση παλμού χρησιμοποιείται για την αλλαγή της διάρκειας ενός σύντομου παλμού φωτός από ένα λέιζερ, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σκοπούς παρατήρησης. Οι μικρότεροι παλμοί επιτρέπουν μικρότερα παρατηρήσιμα χρονικά πλαίσια, επιτρέποντας πιο λεπτομερή προβολή μιας διαδικασίας. Η διαμόρφωση παλμού φεμτοδευτερολέπτου έδωσε αφορμή στο πεδίο της θηλυκής χημείας.

Οι χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν πολύ γρήγορα. γενικά κάποιος βλέπει μόνο τα αντιδρώντα ή τις ουσίες που υπάρχουν στην αρχή μιας αντίδρασης και τα προϊόντα ή τις ουσίες που υπάρχουν στο τέλος μιας αντίδρασης. Οι αντιδράσεις συμβαίνουν τόσο γρήγορα που γενικά δεν μπορεί κανείς να διακρίνει τι συμβαίνει μεταξύ της αρχής και του τέλους της αντίδρασης. Χρησιμοποιώντας τη διαμόρφωση παλμού femtosecond, οι επιστήμονες μπορούν να δουν τα ενδιάμεσα στάδια ορισμένων αντιδράσεων σε απίστευτα μικρά χρονικά διαστήματα μετρήσιμα σε femtoseconds. Αυτό το επίπεδο ακρίβειας επιτρέπει στους επιστήμονες να παρακολουθούν τα στάδια μιας αντίδρασης σε μια χρονική κλίμακα που το ανθρώπινο μυαλό μπορεί πραγματικά να κατανοήσει και να επεξεργαστεί.

Ενώ το femtosecond είναι μια απίστευτα μικρή μονάδα μέτρησης, απέχει πολύ από τη μικρότερη γνωστή μονάδα. Η μικρότερη απόσταση μεγέθους για την οποία μπορεί θεωρητικά να γίνει γνωστό οτιδήποτε ονομάζεται μήκος Planck και μετράται περίπου στα 1.62×10-35 μέτρα. Η μικρότερη μονάδα χρόνου ονομάζεται χρόνος Planck, ο οποίος είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να διανύσει ένα μήκος Planck με την ταχύτητα του φωτός, τη θεωρητική καθολική μέγιστη ταχύτητα. Ένας χρόνος Planck είναι 5.39×10-44 δευτερόλεπτα.