Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Странная молекула, наконец, создана

Странная молекула, наконец, создана
Создана молекула, которая до сих пор существовала только в теории.


Молекула, известная как молекула Ридберга, формируется благодаря неуловимой и чрезвычайно слабой химической связи между двумя атомами.

Электроны двигаются по орбите вокруг центрального ядра

Новый тип соединения появляется, когда у одного из двух атомов составляющих молекулу есть электрон, отдалённый от ядра.

Это открытие укрепляет фундаментальную квантовую теорию Ферми. Эта теория о том, как электроны ведут себя и взаимодействуют друг с другом.

Рассматриваемая в исследовании молекула Ридберга были сформированы из двух атомов рубидия - одного атома Ридберга и одного "нормального" атома.

Движение и положение электронов в пределах атома могут быть описаны как движение по кругу вокруг центрального ядра – каждый набор орбитальных электронов расположен всё дальше от центра.

Атом Ридберга особенный, так у него на наиболее удаленной орбите всего один электрон - очень далеко, в атомных масштабах, от ядра.

Ещё в 1934 году Ферми предсказал что, другой атом может взаимодействовать с этим одиноким блуждающим электроном.

«Однако Ферми никогда не предполагал, что такие молекулы могли быть сформированы в лаборатории», - объясняет Крис Грине (Chris Greene), физик из университета Колорадо, первый предсказавший то, что молекулы Ридберга могут реально существовать.

«В нашей работе 70-80-ых годов мы признали, что может существовать в своём роде силовое поле между атомом Ридберга и нормальным атомом».

«Однако создание этой молекулы стало возможной только в сейчас, когда учёные могут получать очень холодные системы».

В нужное время, в нужном месте

Учёные объясняют, что невообразимо низкие температуры необходимы, чтобы создавать такие молекулы.

"Чтобы поля электронов могли найти друг друга и взаимодействовать, ядра атомов должны быть на правильном расстоянии друг от друга", - рассказывает Вера Бендковски из университета Штутгарта, Германия, создатель этой молекулы.

«Мы использовали сверххолодное облако рубидия - когда вы охлаждаете его, атомы газа придвигаются друг к другу».

Исследователи насыщают лазером атом до "состояния Ридберга"

При температурах очень близко к абсолютному нулю, минус 273C, между атомами достигается "критическое расстояние" приблизительно в 100 нм (1 нм = одна миллионная миллиметра).

Когда один из атомов является атомом Ридберга, то эти два атома формируют молекулу Ридберга. По сравнению с обычными молекулами промежуток в 100 нм огромен.

«Электрон Ридберга напоминает овчарку, которая удерживает стадо вместе, бродя по края стада и подталкивая в центр любую овцу, которая начинает отдаляться от центра».

Помещение этого электрона на периферию, т.е. создание атома Ридберга, требует большой энергии.

"Мы насыщаем атомы до стадии Ридберга лазером", - объясняет Бендковски.

"Если у нас есть газ с критической плотностью, с двумя атомами, которые в состоянии сформировать молекулу, на правильном расстоянии, и мы насыщаем один из них до состояния Ридберга, тогда мы можем сформировать молекулу Ридберга".

Этот сверххолодный эксперимент является также сверхбыстрым - самая долгоживущая молекула Ридберка протянула 18 микросекунд.

Тот факт, что молекулы могут быть сделаны и обнаружены, подтверждает старые фундаментальные атомные теории.

"Это - очень захватывающий набор экспериментов", - добавляет Хелен Филдинг (Helen Fielding), физик из университетского колледжа Лондона.

"Они показывают, что этот подход выполним, и будет интересно увидеть ту фундаментальную физику, которую мы будем в состоянии проверить с ними".

Озарение

Предсказание профессора Грине, что молекулы Ридберга могут существовать в реальности, было вдохновлено другим нобелевским лауреатом.

В 1924 году индийский физик Шатьендранат Бозе прислал Альберту Энштейну некоторые свои теоретические выкладки, в результате чего Энштейн сделал одно из своих предсказаний.

Он заявил, что, если газ охладить до очень низкой температуры, то все атомы внезапно перейдут в свое "самое низкое состояние энергии", таким образом, они наморозятся и будут вести себя идентичным и предсказуемым способом.

В некотором смысле это аналог конденсации газа в виде капель жидкости.

Когда ученые, охлаждая и заманивая щелочные атомы в ловушку, достигли уплотнения Бозе-Энштейна, Грине понял, что криофизику можно использовать для формирования молекул, которые просто не существуют ни в каких других условиях.

По материалам BBC News

 

 

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Клинические испытания иммунотерапии рака обнадеживают

Клинические испытания иммунотерапии рака обнадеживают

Новая форма иммунотерапии рака показала исключительную перспективу в новом клиническом исследовании.

Лечение включает улучшение иммунных клеток пациента для борьбы с раком, а затем повторное введение их в организм, и 93 % участников последнего испытания положительно отреагировали на терапию. Но под поверхностью все еще скрываются серьезные побочные эффекты. Иммунная система обычно хорошо борется с болезнями, но известно, что рак использует все виды хитрых уловок, чтобы избежать обнаружения. Т-...
04.04.20 14:06
0
1
Новые процессоры Intel работают на частоте 5 ГГц

Новые процессоры Intel работают на частоте 5 ГГц

Intel представила новейшее поколение процессоров для ноутбуков, которые первыми вышли за отметку 5 ГГц.

Процессоры Intel Core серии H 10-го поколения, которые раньше устанавливались только на настольных ПК, позволяют запускать более сложные игры и творческие задачи. Партия процессоров, которую Intel назвала Comet Lake-H, делится на три класса. Топовая часть линейки - Intel Core i9, которая может работать на максимальной частоте до 5,3 ГГц на своих 8 ядрах и 16 потоках. Средним диапазоном является i...
03.04.20 16:56
0
2
COVID-19: как могут помочь спутники

COVID-19: как могут помочь спутники

Пандемия коронавируса COVID-19 фактически парализовала повседневную жизнь.

Даже когда распространение этой инфекционной болезни будет остановлено, мир столкнется с огромными проблемами, чтобы вернуться к нормальной жизни. Чтобы помочь экспертам, работавшим в европейских исследовательских центрах и технических организациях в эти беспрецедентные времена, ЕКА выдвинула две новые инициативы, связанные с пониманием воздействия COVID-19 на общество, экономику и окружающую сред...
03.04.20 16:28
1
0
Топ-5 электросамокатов Xiaomi

Топ-5 электросамокатов Xiaomi

Китайский бренд Xiaomi славен не только производством мощных и доступных смартфонов, но и созданием различных видов электрического транспорта, включая электросамокаты.

Мы выделили для вас топ-5 лучших электросамокатов Xiaomi, которые изготовлены из инновационных материалов, обладают неповторимым дизайном и могут похвастать солидными техническими характеристиками. Xiaomi MiJia Electric Scooter M365 - самая популярная модель самоката При изготовлении корпуса самоката MiJia Electric Scooter M365 применялся авиационный алюминий, который не только придал устройству...
03.04.20 13:07
0
5
Разработана устойчивая к бактериям пленка

Разработана устойчивая к бактериям пленка

В окружающей среде, от больниц до зон приготовления пищи, жизненно важно сохранять поверхности как можно более очищенными от бактерий.

Новый материал определенно может помочь, так как утверждается, что он отталкивает даже устойчивые к антибиотикам микробы. Это вещество, разработанное в канадском университете МакМастер, принимает форму прозрачной пластиковой пленки, гибкой, долговечной и недорогой в производстве. Идея заключается в том, что она может быть использоваться как термоусадочная пленка на предметах, к которым часто прик...
14.12.19 21:55
0
7
Появилась первая в мире экологичная водка

Появилась первая в мире экологичная водка

Воздух + вода = водка. Магия? Не совсем.

Обычно волшебники говорят: «В моей шляпе ничего нет» и потом вжух - из пустой шляпы вылетает голубь или высовывается кролик. Пораженные лица зрителей. Такими же они станут, когда узнают, что Air Co. делает водку из воздуха и воды. Без зерна, без дрожжей. Используя возобновляемое электричество, Air Co. превращает углерод из воздуха в чистый этанол, электрически разделяя воду на углерод и кислород....
09.11.19 22:01
0
5
Углеродное волокно Lamborghini испытают в космосе

Углеродное волокно Lamborghini испытают в космосе

Материал для имплантатов или протезов должен быть жестким.

Композитный материал из углеродного волокна, произведенный итальянским автомобилестроителем Lamborghini, может справиться с этой задачей, поэтому образцы будут отправлены на Международную космическую станцию для испытания их стойкости в суровых условиях космоса. Пару лет назад началось сотрудничество между Automobili Lamborghini и Техасским методистским научно-исследовательским институтом в Хьюст...
26.10.19 22:00
0
7
Самый маленький экзоскелет в мире

Самый маленький экзоскелет в мире

«Экзоскелеты, разработанные для промышленного применения, принесут длительные изменения во многие рабочие среды», - говорит доктор Сонке Россинг, глава Ottobock Industrials.

- Может сыграть важную роль в предотвращении травм на рабочем месте во многих секторах и помочь повысить эргономику рабочего места.Paexo Thumb - самый маленький экзоскелет в миреНовый экзоскелет Paexo Thumb используется людьми, которые ежедневно используют большой палец для выполнения различных задач в своей работе, например, при обрезке или соединении на сборочных линиях. Небольшой и очень легкий...
26.07.19 10:38
0