10-43到10-18秒,Z0粒子、∑0超子和∏0介子等,它們的壽命都遠遠小于1渺秒

来源: 2010-06-13 15:59:12 [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读:

http://big5.cri.cn/gate/big5/gb.cri.cn/3321/2004/06/04/782@183896_1.htm

10的負18次方秒(一渺秒,百億億分之一秒)最短暫的時間

有一種理論認為,宇宙未發生大爆炸前,宇宙奇點的時間是零,這是理論上整個宇宙讀秒時間的起點。在日常生活中,我們通常把一件事件從即將開始的時間計為零秒,然後開始該事件的讀秒計時。

從零秒開始可以測算到的最短時間間隔就是普朗克常數時間,它的時間跨度大約為10-43秒。在這麼短的時間裏,我們熟悉的以神速著稱的光和電幾乎是在原地踏步,即使是以奈米(1奈米等於10億分之1米)為長度單位進行比擬,它們移動的距離也是無法測量和無法想像的。在如此短的時間裏,有沒有物質完成從生到滅的生命歷程?從理論上講,不能說沒有,無奈因現代科學探測儀器的局限,人類還沒能測量到這樣的物質。

但在10-43到10-18秒的時間跨度裏,人類已經發現了一些壽命極短的超微物質,如Z0粒子、∑0超子和∏0介子等,它們的壽命都遠遠小于1渺秒。

10的負17次方秒(十渺秒,十億億分之一秒)中性π介子的超短壽命

在水中聲音的傳播速度能達到1.4公里/秒。在10渺秒的時間裏,水裏的聲音只能傳播十萬分之一奈米。

科學實驗證實,中性的π介子是不穩定粒子,平均壽命是8.4渺秒。儘管這一時間的間隔短得無法想像,但是和普朗克常數時間相比還是很長。

10的負16次方秒(百渺秒,億億分之一秒)電子饒原子核自轉

原子彈爆炸後的核輻射是以30萬公里/秒傳播的。但在100渺秒的時間裏,核輻射僅能擴散3奈米。

電子繞原子核自轉一週約為100渺秒,而地球繞太陽一週的時間約為3×107秒,兩者相差1023倍。這就是說地球世界的1秒,相當電子世界一千億個世紀。

科學家是用渺秒來對粒子的暫態事件進行計時的。研究人員已經用穩定的高速鐳射產生了能持續250渺秒的光脈衝。

10的負15次方秒(一飛秒,千萬億分之一秒)飛秒鐳射脈動一次

光在1飛秒當中僅行進了0.3微米。

科學家已經研製出一種比當前的微波原子鐘精確得多的全光學原子鐘。這個時鐘的計時可以精確到1飛秒。

飛秒鐳射是一種以脈衝形式咿D的鐳射,持續時間非常短,只有幾個飛秒。

10的負14次方秒(十飛秒,百萬億分之一秒)原子完成一次典型振動

地震波的縱波擴散會導致地面的上下震動,縱波的擴散速度是6公里/每秒左右。但在10飛秒的時間裏,它只能擴散0.06奈米。

一個分子裏的一個原子完成一次典型振動需要10~100飛秒。

10的負13次方秒(百飛秒,十萬億分之一秒)快速化學反應完成

世界上百米速度最快的人在2002年的速度記錄是10.22米/秒。這個短跑速度最快的人在100飛秒的時間裏僅能飛奔0.001奈米。

電子圍繞氫原子中心的質子轉一圈需要150飛秒。

光通過視網膜使人體產生視覺約需200飛秒。

完成快速化學反應通常需要數百飛秒。

10的負12次方秒(一皮秒,萬億分之一秒)植物內部發生原初反應

子彈在射出槍口的1皮秒的時間裏,僅能飛行0.9奈米。

一種高能加速器產生的罕見亞原子粒子的b夸克物質在衰變之前可存在1皮秒。

室溫下水分子間氫鍵的平均存在時間是3皮秒。

當波長範圍為400-700nm的可見光照到綠色植物上時,便能引起綠色植物色素分子的激發,光能在色素分子間通過誘導共振的方式進行原初反應。整個原初反應的進行時間是1飛秒到1皮秒的瞬間。這一過程是不斷迴圈進行的。

10的負11次方秒(十皮秒,千億分之一秒)超級加速器給子彈加速

目前有記錄的最大風暴的風速為103米/秒。就是這樣快速的大風暴在10皮秒的時間裏,只能向前推進1奈米。

美國科學家發明瞭一個別號為“西方第一快槍”的超級加速器,由它發射的大小如硬幣的“子彈”其速度比普通子彈快了足足10倍,從英國倫敦射到愛丁堡只需26秒,由倫敦射到美國紐約亦只需4分半鐘。加速器產生的強大磁場能在20皮秒的時間內將子彈的速度提升到每秒20公里。

當一束光從人眼球的前端傳到人眼球後端的視網膜時,所需時間為幾十皮秒。

10的負10次方秒(百皮秒,百億分之一秒)X射線閃光為原子照像

飛行最快的牛虻在100皮秒的時間裏僅能前進20奈米。

近年來,科學家利用一束只持續了100皮秒的X射線閃光,對正在作半振動的一個原子的位置進行曝光後,看到了原子在分子中的各種蠕動。

1956年氫彈之父泰勒在公開演講中提及物質和反物質相遇,會完全彼此銷融,化為烏有,並放出大量的能量。到了1996年元月,歐洲粒子加速器實驗室中的德國物理學家,正式宣佈第一次以人為方式製造出反物質粒子來,雖然存在的時間僅400皮秒,但終於完成了物理學家長久以來的期望。與平均壽命僅8.4渺秒中性的π介子相比高出50萬倍。

品質超過核子的基本粒子稱為超子。超子也是不穩定粒子,其“平均壽命”約為100皮秒。超子是從20世紀40年代起,在宇宙射線和高能原子核實驗中陸續被發現的。