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摘要：如图所示，阿托钟可以测量持续十亿分之一秒的激光脉冲。例如，在化学反应过程中，一个微小的电子从一个原子的一侧移动到另一侧需要几百阿秒。[视频：如何建立最精确的原子钟]“宇宙年龄中的秒数是阿托秒数的一半，”这项研究的合著者、SLAC和斯坦福脉冲研究所的资深科学家瑞安·科菲告诉《现场科学》100阿秒是我们测量设备的潜在分辨率。
除非你是像闪电一样的超级英雄，否则分子世界的移动速度比任何人都可能感知到的要快。例如，在化学反应过程中，一个微小的电子从一个原子的一侧移动到另一侧需要几百阿秒。
你问什么是阿秒？首先，把1秒分成10亿块。现在，把其中的一块分割成另外十亿块。这是一个阿秒：十亿分之一的十亿分之一秒（或1×10^18秒）。
这是一个非常短的时间。但是为了理解我们周围发生的量子事件的不可见宇宙，科学家需要一种 ... 来测量在阿秒尺度上的分子行为。根据发表在《自然光子学》杂志3月刊上的一篇新论文，一组科学家已经找到了一种新的 ... 来做到这一点，新的“阿托钟”将时间保持在令人难以置信的微小时间尺度上。[视频：如何建立最精确的原子钟]
“宇宙年龄中的秒数是阿托秒数的一半，”这项研究的合著者、SLAC和斯坦福脉冲研究所的资深科学家瑞安·科菲（Ryan Coffee）告诉《现场科学》100阿秒（十亿分之一秒中百万分之一秒的十分之一）是我们测量设备的潜在分辨率。
测量近瞬间事件SLAC实验室是世界上一些最快的X射线激光器的所在地，能够发射脉冲，每个脉冲只能持续几十阿秒。当指向单个原子和分子时，这种快速的闪光基本上可以产生SLAC所称的“分子电影”——在阿秒时间尺度上拍摄的一系列照片，捕捉运动中的化学物质。
，但拍摄量子物理事件的一个问题是，直到现在，还没有一个非常可靠的测量超快X射线爆炸的速度和威力的 ... 如果没有精确的测量，科学家就无法解释他们从这些分子电影中收集的数据。
在他们最近的论文中，Coffee和他的同事描述了一种称为“阿钟”的分子计时新 ... 10年前瑞士物理学家首次提出，但据Coffee称，在SLAC的
这样的实验中，它才刚刚开始发挥其不可思议的潜力，阿钟的直径约为2英尺（0.6米），位于SLAC实验室的一个小型真空室中，它由16个圆柱形探测器组成，呈圆形排列，就像车轮的辐条（或者，如果你愿意的话，时钟表面的数字）。
要启动时钟，一个目标原子或分子被放置在圆圈的中心，在那里它被来自实验室阿秒激光的超快脉冲所爆炸。当脉冲击中原子时，原子就会电离并释放出一些电子。激光的旋转电场有助于将这些自由电子引导到16个探测器中的一个。研究人员可以通过跟踪电子落在哪里，准确地知道激光爆炸中的能量以及何时击中目标。
“就像看手表一样，”咖啡在一份声明中总结道一个电子可能会击中位于一点或三点的探测器，或在时钟表面的任何地方。我们可以从X射线脉冲产生时的准确位置判断它的撞击位置。
根据Coffee的说法，研究小组的阿托钟实验工作得比预期的还要好，而且技术升级只会使设备在未来几年里更加精确。
有了这样的详细程度，我们可以辨别出全新的化学物质行为，”咖啡说。在化学反应过程中，实验室的超精密分子膜可以以难以置信的清晰度捕捉单个分子的行为。进一步实验s甚至可以根据分子在反应过程中的移动和变化，帮助解释像手性这样的现象——自然界对右手分子或左手分子的偏好。
“我们可以开始研究为什么自然界会把分子变成她所做的形状，Coffee说：
将在未来几年内继续关注更多的原子更新。只需要几秒钟的时间。
最初发表在《生命科学》杂志上。
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