Keiner konnte kürzer: Experiment in 0,000 000 000 000 000 000 3 Sekunden
Kassel – Eine Sekunde braucht Licht für die Strecke Mond-Erde. Entsprechend kurz hat man sich die Zeit vorzustellen, die Kasseler Wissenschaftler messen konnten und die einen neuen Rekord bedeutet: die Zeit, die Licht braucht, um ungefähr den Durchmesser eines Wasserstoff-Atoms zurückzulegen.
Das ging schnell: Mit einer Messung von 0,000 000 000 000 000 000 3 Sekunden sind Physiker vom Fachgebiet Femtosekunden-Spektroskopie der Universität Kassel nach ihren Angaben in völlig neue Zeitdimensionen vorgestoßen und haben einen Rekord aufgestellt: das kürzeste jemals von Menschen aktiv beherrschte Zeitintervall. Von der Zeiteinheit dürften die meisten Menschen noch nicht gehört haben: Es dreht sich um 300 Zeptosekunden... Beim alten Rekord war es um einen 40 Mal so langen Zeitraum gegangen – um zwölf Mal den millionsten Teil eines millionsten Teils einer millionstel Sekunde, um 12 Attosekunden. Ein Blitz dauert ein paar millionstel Sekunden, ein Lidschlag mehrere tausendstel Sekunden.
Um zeitliche Abläufen auf Molekül- und Atom-Ebene zu erforschen, nutzen Wissenschaftler ultrakurze Laserpulse. Diese Lichtblitze mit einer Dauer im Bereich von wenigen Billiardstel-Sekunden ermöglichen es besipielsweise, chemische Reaktionen zu filmen und gezielt zu manipulieren und maßgeschneiderte Moleküle herzustellen.
Die Forscher der Uni Kassel haben sich spezialisiert, solche Laserpulse speziell für ein bestimmtes Experiment an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. „Energiezustände in einem aus Laserlicht und Atomen gebildeten System konnten aktiv manipuliert und ein Hin- und Herschalten zwischen diesen Zuständen mit einer zeitlichen Genauigkeit von weniger als 10 Trillionstel-Sekunden demonstriert werden“, so die Wissenschaftler. Mit einem solchen Versuchsaufbau ist es den Physikern Jens Köhler, Matthias Wollenhaupt, Tim Bayer, Cristian Sarpe und Thomas Baumert nach ihren Angaben gelungen, den Zeitraum von maßgeschneiderten Laserpulsen auf diese 300 Zeptosekunden festzulegen.
Es geht aber noch schneller, so die Wissenschaftler: Mit Präzision, die in den Experimenten erzielt werden konnte, könnte in Zukunft ein Zugang zur Beobachtung und Kontrolle von noch schnelleren als den hier beschriebenen Prozessen auf atomarer Ebene gegeben sein. Die Arbeit der Kasseler Physiker ist kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift Optics Express erschienen (PDF).
