ما هي أهمية وحدة الفيمتو ثانية وكيف أكسبت أحمد زويل جائزة نوبل

 تُعتبر وحدة الفيمتو ثانية على أنّها وحدة قياس زمنية، قيمتها مليون مليار جزء من الثانية، أي عشرة مرفوعة للقوة سالب 15.

وأكسبت أحمد زويل جائزة نوبل لأنه استطاع تمثيل تلك القيمة بقياس المدة الزمنية لسرعة حركة الجزيئات عند تكوينها وعند تكوينها للروابط الكيميائية بعدما كان من الصعب قياس سرعة التفاعلات الكيميائية بسبب أن الضوء المسلّط على التفاعل يعمل على تشتيت الإلكترونات، الأمر الذي يمنع من تصوير تفكك الروابط بين المُركَّبات أو إعادة ربطها مع بعضها البعض. 

قام زويل بالتعاون مع فريق علمي كيميائي بتطوير كاميرا دقيقة، تقوم بإرسال ومضات من أشعة الليزر بسرعة تساوي سرعة التفاعل، لتتمكن الكاميرا بذلك الفعل التقاط صور ثابتة لأحداث حاصلة في جزء من مليون مليار ثانية، ويتم ذلك بالتفصيل وفق الخطوات الآتية:

1- يتم إدخال مكونات التفاعل إلى مطياف جهاز الفيمتو ثانية في غرفة تفريغ على شكل حُزَم من المواد.

2- يتم إرسال نبضة أولى قوية من الليزر تصدم الجزيئات وتثيرها إلى درجة تجعل من كل الجزيئات تتأرجح في وقت واحد، وذلك بسبب الترابط الجزيئي القوي بينها، آذنةً بذلك بدء التفاعل

3- يتم إرسال نبضة ثانية تسمّى نبضة جس (probe pulse)، حيث يتم اختيار طول موجي مناسب لها، وذلك من أجل اكتشاف الجزيء، حيث تقوم النبضة الثانية بفحص كل ما يحصل في التفاعل بطريقة مطيافية، أي مشاهدة الجسم المتحرك بنفس سرعة دوران الجهاز وكأن الجسم المتحرك في الجهاز ساكن ولا يتحرك. 

4- يمثّل الفاصل الزمني بين النبضتين مدى سرعة التحول والأوضاع الجديدة التي يتخذها الجزيء بعد إثارته. 

5- تتمكن الكاميرا من التقاط صور لها أطياف توضّح الجزيء وهو مُثار، وبعد تكرار النبضات وتتابع الصور المُلتقطة يتم الحصول على صور متتابعة تُشبه الفيلم، حيث يتم عرض حركة الجزيئات ببطء شديد، وهو الأمر الشبيه بإعادة مشاهدة هدف كرة قدم بالعرض البطيء.