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
Сливающиеся нейтронные звезды раскроют секреты Вселенной

Сливающиеся нейтронные звезды раскроют секреты Вселенной

Космический пульсар проливает свет на давнюю загадку первого обнаруженного слияния нейтронных звезд, показывая, что один член обреченной звездной пары был намного больше другого.

По мнению ученых, обнаружение большего количества таких неравных слияний может однажды помочь разгадать космическую загадку, связанную с ускорение расширения Вселенной, а также с конечной судьбой космоса. В 2017 году астрономы стали свидетелями невиданного ранее события - слияния двух нейтронных звезд. Нейтронные звезды - это остатки крупных звезд, погибших в результате катастрофических взрывов с...
11.07.20 17:38
0
0
Радиация помогает самовосстановлению некоторых металлических сплавов

Радиация помогает самовосстановлению некоторых металлических сплавов

Радиация наносит вред как тканям, так и материалам. Но инженеры из Массачусетского технологического института крайне удивились, обнаружив, что она может помочь некоторым сплавам восстановиться, продлив срок их полезного использования.

Это поможет в проектировании будущих электростанций. Известно, что в ядерных реакторах радиация ускоряет коррозию большинства материалов, что приводит к возможному выходу из строя и вероятным катастрофическим последствиям. Поэтому в новом исследовании ученые из MIT и Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли намеревались определить, насколько вредна коррозия при разных уровнях радиации. Но их...
10.07.20 18:40
0
3
VERITAS: исследуя глубокие истины Венеры

VERITAS: исследуя глубокие истины Венеры

Миссия VERITAS, наблюдая за Венерой, может помочь понять эволюцию нашей планеты и даже скалистые планеты, вращающиеся вокруг других звезд.

Представим себе Землю. Теперь заполним небо густыми, затененными солнцем облаками серной кислоты; испарим океаны, поднимем температуру до 500 градусов по Цельсию, и увеличим давление воздуха достаточно, чтобы сгладить нас в блин. Теперь у нас есть Венера - каменистая планета, похожая по размеру на Землю, но отличающаяся почти любым другим признаком. То, насколько по-разному развивались эти сестры...
09.07.20 23:58
0
1
Телескоп Seimei изучает солнечные вспышки

Телескоп Seimei изучает солнечные вспышки

Холодный, темный хаос космоса наполнен тайнами. К счастью, способы, которые позволяют вглядываться в темноту, увеличиваются, и теперь включают в себя 3,8-метровый телескоп Seimei университета Киото.

Используя новый телескоп, расположенный на вершине холма в Окаяме к западу от Киото, астрономам из Высшей школы науки Киотского университета и Национальной астрономической обсерватории Японии удалось обнаружить 12 звездных вспышек у AD Льва, красного карлика в 16 световых годах от нас. Одна из этих вспышек была в 20 раз больше, чем создаваемые нашим Солнцем. «Солнечные вспышки - это внезапные взр...
09.07.20 20:10
0
0
Радиация помогает самовосстановлению некоторых металлических сплавов

Радиация помогает самовосстановлению некоторых металлических сплавов

Радиация наносит вред как тканям, так и материалам. Но инженеры из Массачусетского технологического института крайне удивились, обнаружив, что она может помочь некоторым сплавам восстановиться, продлив срок их полезного использования.

Это поможет в проектировании будущих электростанций. Известно, что в ядерных реакторах радиация ускоряет коррозию большинства материалов, что приводит к возможному выходу из строя и вероятным катастрофическим последствиям. Поэтому в новом исследовании ученые из MIT и Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли намеревались определить, насколько вредна коррозия при разных уровнях радиации. Но их...
10.07.20 18:40
0
6
Бионический 3D глаз может обеспечить сверхчеловеческое зрение

Бионический 3D глаз может обеспечить сверхчеловеческое зрение

Человеческий глаз - невероятно сложный орган, поэтому неудивительно, что его нелегко реконструировать.

Исследователи представили первый в мире искусственный 3D глаз, который не только превосходит другие устройства, но и способен видеть лучше оригинала. Бионические глаза появляются как способ восстановить зрение людям, потерявшим его, и даже тем, у кого его никогда не было. В настоящее время наиболее продвинутыми являются версии таких компаний, как Bionic Vision Australia и Second Sight, которые уж...
11.06.20 18:35
0
7
Нанотехнологии – революционные возможности для системы энергоснабжения

Нанотехнологии – революционные возможности для системы энергоснабжения

Тенденции в развитии энергетики, особенно в кризисные времена, когда бесперебойное энергоснабжение является непременным условием выживания, а также в связи с планами ЕС по постепенному отказу от ископаемого топлива в период до 2050 года подразумевают перевод энергетики на генерацию без выбросов СО2 в атмосферу.

И ставят вопрос о разработке способов генерации электроэнергии, не связанных с традиционной энергетикой и базирующейся на использовании новейших материалов.В настоящее время многие научные исследования в той или иной мере связаны с возможностью преобразования падающего на Землю потока солнечных частиц. Данное направление работ является очень перспективным в связи с  появлением новых мате...
15.04.20 18:35
0
3
Новый метод сделает краски из графена

Новый метод сделает краски из графена

Графен универсален, но есть одна проблема – он не диспергирует в воде. Но швейцарские исследователи нашли относительно простой способ сделать это.

Оксид графена - это другая форма материала, которая может обеспечить стабильную дисперсию в воде, а затем может быть использована в качестве графеновой краски. Графен представляет собой двумерный слой атомов углерода, расположенный в виде шестиугольника. Этот обманчиво простой материал обладает рядом полезных свойств - он невероятно легкий, тонкий и гибкий, но при этом прочный. Он отличный провод...
09.04.20 19:23
0