طور باحثون في EPFL طريقة لقياس مدة الأحداث الكمية فائقة السرعة دون استخدام ساعة خارجية. من خلال تحليل تغييرات الدوران الإلكتروني أثناء الانبعاث الضوئي، وجدوا أن أوقات الانتقال تختلف بشكل كبير بناءً على الهيكل الذري للمادة. الهياكل الأبسط تؤدي إلى تأخيرات أطول، تتراوح من 26 إلى أكثر من 200 أتتوثانية.
لطالما كافح الفيزيائيون لقياس الزمن على المقياس الكمي، حيث تحدث أحداث مثل انتقالات الإلكترون في أتتوثوانيات—10^{-18} ثانية. تعتمد الطرق التقليدية على ساعات خارجية، والتي يمكن أن تتداخل مع العمليات الكمية الهشة. كما يشير البروفيسور هوغو ديل من EPFL، «المشكلة المركزية هي الدور العام للزمن في ميكانيكا الكم، وخاصة المقياس الزمني المرتبط بانتقال كمي»./n/nلمعالجة ذلك، استخدم فريق ديل تقنيات التداخل الكمي، متجنبين أي أجهزة توقيت خارجية. استخدموا مطيافية الانبعاث الضوئي المحلولة في الدوران والزاوية (SARPES)، حيث يثير ضوء المزامن الإلكترونات في مادة، مما يدفعها للهروب مع حمل معلومات الدوران. يشفر هذا الدوران مدة الانتقال من الحالات الطاقية الأولية إلى النهائية عند امتصاص الفوتون./n/nتوضح المؤلفة الأولى فيي غو: «لا تتطلب هذه التجارب مرجعًا خارجيًا أو ساعة، وتوفر المقياس الزمني المطلوب لتطور دالة موجة الإلكترون من حالة أولية إلى حالة نهائية ذات طاقة أعلى عند امتصاص الفوتون»./n/nاختبر الباحثون مواد ذات هياكل ذرية متنوعة: نحاس ثلاثي الأبعاد، ثنائي سيلينيد التيتانيوم المتراكب (TiSe₂) وثنائي تيلوريد التيتانيوم (TiTe₂)، وتيلوريد النحاس المتسلسل (CuTe). في النحاس، استمرت الانتقال حوالي 26 أتتوثانية. أظهرت المواد المتراكبة تأخيرات من 140 إلى 175 أتتوثانية، بينما تجاوز CuTe 200 أتتوثانية. تشير هذه النتائج إلى أن الهياكل ذات التماثل الأقل تطيل الانتقالات الكمية./n/nيبرز ديل التأثير الأوسع: «بالإضافة إلى تقديم معلومات أساسية لفهم ما يحدد التأخير الزمني في الانبعاث الضوئي، توفر نتائجنا التجريبية رؤى إضافية حول العوامل التي تؤثر على الزمن على المستوى الكمي»./n/nنُشر الدراسة في Newton (DOI: 10.1016/j.newton.2025.100374)، وشارك فيها تعاون من مؤسسات تشمل معهد بول شورر والجامعة اليابانية في طوكيو. يمكن أن يساعد هذا النهج في تصميم مواد ذات خصائص كمية دقيقة لتقنيات المستقبل.
