Schnellste Stoppuhr der Welt für unvorstellbar kurze Ereignisse

Forscher der TU Wien schlagen Methode vor, mit der sich nur einige Yoktosekunden lange Lichtblitze vermessen ließen

Wien - Kollidieren am Teilchenbeschleuniger LHC des Kernforschungslaboratoriums CERN schwere Atomkerne miteinander, dann entstehen dabei die kürzesten Lichtblitze der Welt. Das ergeben jedenfalls Computersimulationen, die Wissenschafter an der Technischen Universität (TU) Wien durchgeführt haben. Messen konnte man die nur einige Yoktosekunden (0,000000000000000000000001 bzw. 10-24 Sekunden) langen Blitze bisher aber nicht, eine Technik, die derart unvorstellbar kurze Zeiträume erfasst, gibt es nicht - zumindest noch nicht. Die Forscher TU Wien haben nun nämlich eine Methode vorgeschlagen, wie mit einem ohnedies am CERN geplanten Gerät so kurze Lichtblitze vermessen und damit auch nutzbar gemacht werden können.

Ultrakurze Lichtpulse werden verwendet, um physikalische Vorgänge zu untersuchen, die auf extrem kurzen Zeitskalen ablaufen. Mit Lasern werden heute Pulse in der Größenordnung von Attosekunden erreicht - Milliardstel einer Milliardstelsekunde (10-18 Sekunden). Bei Kollisionen von Blei-Atomkernen am LHC "können aber Lichtpulse erzeugt werden, die noch einmal millionenfach kürzer sind", erklärte Andreas Ipp vom Institut für Theoretische Physik der TU Wien.

Quark-Gluon-Plasma für nur wenige Sekundenbruchteile

Durch die Wucht des Aufpralls entsteht ein sogenanntes Quark-Gluon-Plasma - ein Materiezustand, der so heiß ist, dass selbst Protonen und Neutronen aufgeschmolzen werden. Sekundenbruchteile nach dem Urknall bestand das Universum aus diesem Quark-Gluon-Plasma, die elementaren Bestandteile der Materie - Quarks und Gluonen - bewegen sich dabei wirr durcheinander.

Bei der Kollision im Teilchenbeschleuniger existiert dieses Quark-Gluon-Plasma nur für die unvorstellbar kurze Zeitspanne von einigen Yoktosekunden. Solche Zeitskalen sind mit menschlichen Maßstäben kaum zu beschreiben: Das ist etwa die Zeit, die das Licht benötigt, um einen Atomkern zu durchqueren. Oder anders gesagt: Eine Yoktosekunde verhält sich zu einer Tausendstelsekunde etwa so wie eine Tausendstelsekunde zum Alter des Universums.

Hanbury Brown-Twiss-Effekt

Während dieser extrem kurzen Zeit entstehen in dem Quark-Gluon-Plasma auch Photonen, erklärt Ipp. Doch herkömmliche Messmethoden sind viel zu langsam, um diese extrem kurzen Lichtblitze aufzulösen. Ipp und sein Kollege Peter Somkuti schlagen nun vor, einen Effekt (Hanbury Brown-Twiss-Effekt) zu nutzen, der eigentlich für astronomische Beobachtungen entwickelt wurde. Dabei werden die Daten von zwei verschiedenen Licht-Detektoren miteinander verknüpft, um etwa den Durchmesser eines Sterns genau zu berechnen. "Diesen Effekt kann man auch dazu nutzen, um zeitliche Abstände zu vermessen", sagte Ipp.

Experimentell wäre das zwar recht aufwändig, aber dennoch machbar. Vor allem würde man keine teuren zusätzlichen Detektoren benötigen, wie die Forscher in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" schreiben. Die Messungen könnten mit dem geplanten Gerät "Forward Calorimeter" durchgeführt werden, das 2018 am ALICE-Experiment des CERN in Betrieb gehen soll. Das Experiment wäre damit die schnellste, also hochauflösendste Stoppuhr der Welt. 

Rätselhaftes Quark-Gluon-Plasma

Die Physik des Quark-Gluon-Plasmas ist nach wie vor voller ungelöster Rätsel: Es hat eine extrem niedrige Viskosität - ist also dünnflüssiger als alle Flüssigkeiten, die wir kennen. Außerdem strebt es extrem schnell in ein thermisches Gleichgewicht, auch wenn es anfangs in einem Zustand extremen Ungleichgewichts war. Die Vermessung der Lichtpulse aus dem Quark-Gluon-Plasma könnte wichtige neue Daten liefern, um diesen Materiezustand besser zu verstehen.

In Zukunft könnten die Lichtblitze auch verwendet werden, um Fragestellungen aus der Kernphysik zu untersuchen. "Experimente mit zwei Lichtpulsen hintereinander sind in der Quantenphysik sehr verbreitet", sagt Ipp. "Der erste Lichtblitz ändert den Zustand des untersuchten Objektes, der zweite wird kurz darauf verwendet, um diese Veränderung zu messen." Mit Yoktosekunden-Lichtpulsen könnte man diese wohlerprobte Technik in Bereichen einsetzen, die der Forschung bisher noch völlig unzugänglich waren. (APA/red, derstandard.at, 12.11.2012)

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ist gleichzeitig die zahl, welche die wahrscheinlichkeit eines vernünftigen posting von "FS3" bzw. "higgs-wozu" angibt.

"also hochauflösendste Stoppuhr der Welt."

-> "höchstauflösende"

Ansonsten: Yoktosekunde, unvorstellbar...

Schnellste Stoppuhr der Welt

Braucht für die Minute nur 59,9 Sekunden

Schnellste Stoppuhr der Welt für unvorstellbar kurze Ereignisse

wir hatten doch sex.

die zeit schlägt zurück

ob es einen zusammenhang zwischen der immer schneller vergehenden zeit und der möglichkeit immer kürzere zeitintervalle zu detektieren gibt? da wird scheinbar die zeitmaßstab immer weiter gestreckt nach dem motto: punktueller intellekt bei flächenhafter verblödung.

Ich hab heute noch 10^570 yokto-sekunden zeit.

Quark-Gluon-Plasma ? ist das optisch dick?

@Ghostbusters: Beitrag mit Plasma gesichtet, fertigmachen zum Fangen des FS 3 - Monsters^^

dadadadadada...dadadada
dadadadadada...dadadada
Ghostbusters!
:)

ach ja, Grün. Aber ne, hier schreibt er nichts mit...da muss er zu oft auf Wikipedia wechseln, gibt ja nen Krampf in der Maushand...

der wimpernschlag einer libelle!

...dauert eine Ewigkeit im Vergleich

der Flügelschlag eines Kolibri ;)

Die Dauer

die ein Geschoss aus chinesischem Reissackerl-Reis zum Queren eines Fußballfeldes braucht.

was ist eingentlich das d-SI (derStandard international) Badewannen-equivalent für Zeit?

die dauer für ein hart gekochtes ei?

rechnen wir mal:

Volumseinheit = Badewanne ~ 140l = 140dm³ = 140.000cm³
( http://de.wikipedia.org/wiki/Badewanne )
Flächeneinheit = Fussballfeld ~ 68m x 105m = 7.140m² = 71.400.000cm²
( http://de.wikipedia.org/wiki/Fuss... #Spielfeld )
Länge = Volumen/Fläche : damit wäre die d-SI-Einheit für Länge 140.000/71.400.000 = 0,00196cm (19,6µm)
Mit der d-SI-Einheit für Finanzielles, nämlich "cm U-Bahn" kann die obige Längeneinheit direkt in € umgerechnet werden.
Jetzt noch die Umrechnung von Zaster in Zeit, da gibt es verschiedene Ansätze:
1) Wie lange es dauert, bis ein durchschnittliches österreichisches Bundesland soviele € verspekuliert hat?
2) Wie lange Graf Lobby in U-Haft sitzt, damit er soviele € Entschädigung bekommt.
3) Wie schnell KHG so viele € ...

Das sind ca. 9,26 * 10^-11 Badewannenlängen.

Das Licht legt in 10^-18 Sekunden ca. 0,0000000003 m zurück, gerechnet wure mit einer 1,80 m langen Wanne.
;-)

You made my day!

"die dauer für ein hart gekochtes ei?"

ui, ich sehe weltanschauungkonflikte heraufdräuen, wann exakt ein ei als hartgekocht einzuordnen ist...

loriot^^

Ganz abgesehen von den anderen Faktoren:

Welche Temperatur, welcher Druck ... Welches Ei!?!

Eine Yoktosekunde

ist die Zeitspanne zwischen Online-Stellen eines (Auto-/Fahrrad-/Raucher-)Artikels und dem ersten Trollpost

Ich glaube, dass das erste Trollposting tatsächlich sogar immer exakt *gleichzeitig* erscheint ;o)

Ich dachte das ist die Zeit die der Grasser für eine Grenzüberquerung mit Geldkoffer benötigt?

Wenn man über solche Größenordnungen spricht wäre es sinnvoll

nur die Gleitkommadarstellung zu verwenden. Milliardstel Milliardstel oder 24 Nullen aufmalen macht wenig Sinn.

Jede Art von konkreter Zahl ist da sinnlos für die meisten, darunter kann man sich nichts vorstellen, und in Zehnerpotenzen zu denken haben i.a. nur Naturwissenschaftler drauf.

Am anschauliche fand ich immer noch den Vergleich mit der Zeit, die das Licht zum Durchqueren eines Atomkerns braucht :o)

Die schreibweise wird wohl dazu dienen auch jenen lesern eine vorstellung von der kurzen dauer zu geben, denen die gleitkommadarstellung nichts sagt.

Sie wird ja auch nur beim ersten mal verwendet.

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