Das ist die kürzeste je gemessene Zeitspanne

Den Physikern des deutschen Max-Planck-Instituts ist ein Rekord gelungen: Sie haben die kürzeste je festgehaltene Zeitspanne gemessen: 7 Attosekunden oder 0,000000000000000007 Sekunden - genau so lange braucht ein Elektron, um die Hülle eines Atoms zu verlassen.

Den Physikern des deutschen Max-Planck-Instituts ist ein Rekord gelungen: Sie haben die kürzeste je festgehaltene Zeitspanne gemessen: 7 Attosekunden oder 0,000000000000000007 Sekunden - genau so lange braucht ein Elektron, um die Hülle eines Atoms zu verlassen.

Die Laserphysiker haben erstmals ein Elektron beim Verlassen der Atomhülle gestoppt. Die beachtliche Bestzeit liegt bei 7 Attosekunden. Eine Attosekunden ist das Milliardstel eines Milliardstels einer Sekunde. Die Zeit wurde selbstverständlich nicht mit einer herkömmlichen Stoppuhr, sondern mit hochmoderner Laser-Technologie gemessen.

Die Forscher haben den sogenannten photoelektrischen Effekt gemessen, den Albert Einstein bereits 1905 beschrieb. Damit ist gemeint, dass Elektronen - negativ geladene Teilchen, die sich in der Hülle eines Atoms befinden - aus der Atomhülle katapultiert werden, sobald sie von Lichtteilchen, den sogenannten Photonen, getroffen werden.

"Wie ein springender Tennisball"

Dieser unvorstellbar schnelle Vorgang konnte nun im Max-Planck-Institut erstmals gemessen werden. "Das ist in etwa so, als wolle man einen springenden Tennisball fotografieren. Nur viel kleiner und viel, viel schneller", erklärte Forscher Martin Schultze gegenüber . Ein erster ultravioletter Lichtstrahl löste den photoelektrischen Effekt aus. Ein zweiter Laserimpuls konnte das Elektron sofort aufspüren, wenn es die Atomhülle verließ. 

Noch nie so hohe Präzision

Dadurch konnten die Forscher auf 0,85 Attosekunden genau messen, wie lange das Elektron braucht, um die Atomhülle zu verlassen. Das Elektron braucht zwischen 7 und 20 Attosekunden, um die Atomhülle zu durchqueren. Die Geschwindigkeit hängt davon ab, inwieweit die Elektronen untereinander und mit dem Zellkern interagieren. "Eine so hohe Präzision ist bisher bei keiner Zeitmessung erreicht worden", erklärte Schultze.

Er und sein Team erhoffen sich nun neue Erkenntnisse über den Mikrokosmos. Das könne dann auch ganz praktische Auswirkungen haben. Etwa wenn es um die Entwicklung neuer Supraleiter oder Ideen für künftige Quantencomputer geht.