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O que é um zeptosegundo, a menor unidade de tempo já medida

A bilionésima parte de um bilionésimo de segundo é um zero e uma vírgula seguidos por 20 zeros.

20 out 2020
12h38
atualizado às 12h44
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Cientistas calcularam o tempo que uma partícula de luz leva para passar por uma molécula de hidrogênio
Cientistas calcularam o tempo que uma partícula de luz leva para passar por uma molécula de hidrogênio
Foto: Sven Grundmann/Goethe University Frankfurt / BBC News Brasil

Se você acha que um segundo passa rápido demais, imagine quão rápido a bilionésima parte de um bilionésimo de segundo pode passar... isto é, um zero e uma vírgula seguidos por 20 zeros e um 1 (0,000000000000000000001 segundo).

É a menor unidade de tempo já registrada (e medida) até hoje e os cientistas a chamam de zeptosegundo.

Mas o que pode ser medido em zeptosegundos? O físico Reinhard Dörner e seus colegas da Universidade Goethe em Frankfurt, na Alemanha, encontraram a resposta na luz.

Dörner e sua equipe fizeram história calculando pela primeira vez o tempo que uma partícula de luz leva para passar uma molécula de hidrogênio (H2), que é de 247 zeptosegundos, para ser exato, de acordo com os resultados de seu trabalho, publicado no dia 16 de outubro na revista Science.

Para medir esse fragmento de tempo, eles pegaram raios-X do Petra 3, um acelerador de partículas em Hamburgo, e observaram o tempo que o fóton (uma partícula de luz) leva para viajar de um átomo a outro.

"Observamos pela primeira vez que a camada de elétrons de uma molécula não reage à luz em todas as partes ao mesmo tempo", disse Dörner em comunicado.

O que é um bilionésimo de um bilionésimo de um segundo?
O que é um bilionésimo de um bilionésimo de um segundo?
Foto: Getty Images / BBC News Brasil

Ao fixar a energia dos raios-X, os pesquisadores fizeram um fóton eliminar os dois elétrons da molécula de hidrogênio (que tem dois prótons e dois elétrons). O fóton rebateu os elétrons para fora da molécula como uma pedra rebatendo na água de um lago, criando um padrão de onda denominado padrão de interferência.

"Usamos a interferência das duas ondas de elétrons para calcular com precisão quando o fóton atingiu o primeiro átomo de hidrogênio e quando atingiu o segundo", disse Sven Grundmann, coautor do estudo na Universidade de Rostock, na Alemanha, em um comunicado.

Graças a um microscópio especial, um detector de partículas altamente sensível capaz de registrar reações atômicas e moleculares extremamente rápidas, Dörner e sua equipe registraram o tempo que leva para tal interferência ocorrer.

No entanto, embora tenha sido um marco ter sido capaz de calcular esse tempo usando essa medida, a descoberta do zeptosegundo não é nova.

Do femtossegundo ao zeptosegundo

Foi em 2016, quando pesquisadores usaram lasers para medir o tempo de até 850 zeptosegundos, de acordo com a revista científica Nature Physics.

Essa precisão foi um avanço em relação ao trabalho do ganhador do Prêmio Nobel de 1999 Ahmed H. Zewail, um químico egípcio-americano e professor universitário que usou flashes de raio laser para medir o tempo em femtossegundos.

Um femtossegundo é um intervalo de tempo equivalente a 10-15 segundos, ou seja, 0,000000000000001 segundo, ou a milésima parte de um bilionésimo de segundo.

Agora sabemos que são necessários femtossegundos para que as ligações químicas se quebrem e se formem, mas leva zeptosegundos para a luz viajar através de uma única molécula de hidrogênio.

Ahmed H. Zewail ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1999 por medir o tempo em femtossegundos pela primeira vez
Ahmed H. Zewail ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1999 por medir o tempo em femtossegundos pela primeira vez
Foto: Kim Kulish/Getty Images / BBC News Brasil

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