Para nós, um piscar de olhos já parece instantâneo. No mundo dos átomos, porém, acontecimentos fundamentais podem ocorrer em intervalos tão curtos que até os relógios mais sofisticados parecem inúteis. Foi justamente nesse território extremo que pesquisadores conseguiram fazer uma medição impressionante. O resultado não apenas estabelece uma referência para a física experimental, mas também mostra que até mesmo um processo aparentemente instantâneo dentro de uma molécula pode ser acompanhado em detalhes.
Quando um segundo se torna uma eternidade
A física trabalha com diferentes escalas de tempo para descrever fenômenos cada vez mais rápidos. Um milissegundo corresponde a 10⁻³ segundo; um microssegundo, a 10⁻⁶; um nanossegundo, a 10⁻⁹. Depois vêm o femtossegundo, o attossegundo e, finalmente, o zeptossegundo, equivalente a 10⁻²¹ segundo.
É uma escala difícil de imaginar. Um único segundo, quando comparado a um zeptossegundo, representa uma diferença gigantesca, de várias ordens de magnitude.
E foi justamente nessa região extrema que pesquisadores da Universidade Goethe de Frankfurt, do DESY e do Instituto Fritz Haber conseguiram realizar uma medição experimental.
O estudo, publicado na revista Science em 2020, utilizou uma molécula extremamente simples: o hidrogênio molecular, formado por apenas dois átomos.
A experiência começou quando os cientistas bombardearam essas moléculas com raios X de aproximadamente 800 elétron-volts, produzidos pelo acelerador síncrotron PETRA III, em Hamburgo.
Quando um fóton atingia a molécula, podia arrancar seus dois elétrons. Mas havia um detalhe fundamental: a luz não chegava exatamente ao mesmo tempo aos dois átomos.
Essa diferença minúscula seria justamente a chave para descobrir algo que parecia impossível de medir.
A luz atravessando uma molécula revelou o intervalo
Mesmo viajando à velocidade da luz, o fóton precisa de um intervalo — por menor que seja — para percorrer a distância entre os dois átomos de uma molécula de hidrogênio.
Quando a radiação atingia primeiro um átomo e depois o outro, os elétrons liberados carregavam informações sobre essa diferença temporal.
Os pesquisadores utilizaram um equipamento chamado COLTRIMS, um tipo de microscópio de reação capaz de registrar com enorme precisão as trajetórias das partículas produzidas durante o experimento.
A partir dos padrões de interferência e dos movimentos dos elétrons, foi possível reconstruir o pequeno atraso entre os dois eventos.
O resultado chegou a 247 zeptossegundos, ou 0,000000000000000000247 segundo.
Em outras palavras, esse foi aproximadamente o tempo necessário para a luz atravessar a distância entre os dois átomos da molécula de hidrogênio.
O número impressiona, mas é importante entender o que ele significa. Os pesquisadores não descobriram o menor intervalo de tempo que pode existir no Universo. Tampouco encontraram uma espécie de “menor segundo”.
O que foi medido foi um intervalo extremamente curto associado a um processo físico específico.
Ainda existe uma distância enorme até o limite teórico
O experimento também não deve ser confundido com outros recordes da física, como os relacionados aos pulsos de laser mais curtos ou à duração de determinados estados de partículas subatômicas.
Existe, inclusive, uma escala teórica muito menor: o tempo de Planck, estimado em aproximadamente 5,39 × 10⁻⁴⁴ segundo.
Isso não significa necessariamente que esse seja o menor tempo possível. O tempo de Planck representa uma escala na qual nossas atuais descrições da gravidade e da mecânica quântica começam a enfrentar problemas fundamentais.
Entre os 247 zeptossegundos medidos no experimento e essa escala teórica existe uma diferença de cerca de 25 ordens de magnitude.
Por isso, o verdadeiro impacto da experiência não está apenas no número impressionante.
Ela demonstra que acontecimentos dentro de uma molécula podem ser rápidos demais para nossa percepção, mas ainda assim deixar pistas mensuráveis. O que parecia acontecer “instantaneamente” possui, na realidade, uma sequência e uma duração que a ciência já consegue investigar.
