Вы смотрите на первое непосредственное изображение электронной орбитали атома – на «фотографию» его волновой функции! Для получения изображения исследователи воспользовались новейшим квантовым микроскопом, сообщает io9.com.
Орбиталь – это поверхность пространство вокруг атомного ядра, в которой могут двигаться электроны. Электрон движется в атоме вокруг ядра не по фиксированной линии-орбите, а занимает некоторую область пространства. Для описания этих состояний материи, ученые пользуются волновыми функциями, полученными решением уравнения Шрёдингера для данного атома.
И реально увидеть волновую функцию до этого ученым не удавалось. «Поймать» точное местоположение атома или механический момент одинокого электрона – это как ловить рой мух одно рукой. Непосредственное наблюдение нарушает квантовую когерентность.
Чтобы запечатлеть квантовое состояние, требуется инструмент, способный вывести среднее значение от множества наблюдений.
Но как увидеть в увеличенном виде микросостояния квантовой частицы? С помощью квантового микроскопа, работающего по принципу фотоионизации.
Анета Стодолна (Aneta Stodolna) из Института атомной и молекулярной физики Фонда фундаментальных исследований в области материи (Нидерланды) и ее коллеги описали процесс картографирования узловой структуры орбитали атома водорода, помещенного в статическое электрическое поле.
После «атаки» на атом лазерными импульсами, ионизированные электроны покинули его и устремились по определенной траектории к двухмерному детектору (детектору на базе микроканальных пластин). Электроны могут достичь одну и ту же точку на детекторе по многим траекториям – так ученые получают интерференционный узор, отражающий узловую структуру волновой функции. А электростатическая линза увеличила изображение волны электронов в 20,000 раз.
В планах ученых – посмотреть, с помощью той же технологии, на поведение атомов в магнитном поле.
Данные исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
На схеме: примеры четырех состояний атома водорода. В средней колонке – данные экспериментальных наблюдений, в правой – расчеты по уравнению Шрёдингера.
Артём Космарский
Источник: nauka21vek.ru.
Рейтинг публикации:
|
Статус: |
Группа: Посетители
публикаций 0
комментариев 39
Рейтинг поста:
Это же квантовая физика, там одна частица может находиться в разных местах и разных формах одновременно, да и оно же вроде как волнового характера, а значит один, да не в нашем понимании один, а в квантовом.
Статус: |
Группа: Эксперт
публикаций 0
комментариев 1836
Рейтинг поста:
Похоже, делали много замеров разных атомов: "Чтобы запечатлеть квантовое состояние, требуется инструмент, способный вывести среднее значение от множества наблюдений."
Статус: |
Группа: Посетители
публикаций 0
комментария 34
Рейтинг поста:
Статус: |
Группа: Посетители
публикаций 0
комментариев 245
Рейтинг поста: