П иер Агостини, Ференц Краус и Ан Л‘Юийе – това са имената на тазгодишните носители на Нобеловата награда за физика. Престижното отличие им беше връчено заради извършените от тях експерименти, даващи на човечеството нови инструменти за изследване на електроните, се посочва в прессъобщението на Кралската академия на науките на Швеция.

Тримата демонстрираха начин за създаването на изключително кратки светлинни пулсации, които може да се използват за измерването на бързите процеси, свързани с движението и промяната на енергията на електроните. Сега вече може да отворим вратата към един свят, за който до момента знаехме сравнително малко, заяви Ева Олсон, която е председател на Нобеловия комитет по физика. По думите ѝ, т. нар. атосекундни експерименти ни дават възможност да разкрием някои от най-големите загадки, свързани с електроните.

Колко дълга е една атосекунда?

Атосекундата е изключително кратък отрязък от време, равняващ се на 0,000000000000000001 от секундата. Обяснено с думи – тази стойност представлява нула, последвана от десетична запетая, още седемнадесет нули и единица. Трудно е дори и да си представим колко кратка е атосекундата. Учените дават следния пример – в една секунда има приблизително толкова атосекунди, колкото секунди са изминали от Големия взрив (случил се преди около 14 млрд. години).

„Досега учените провеждаха изследвания със светлинни импулси с продължителност от няколко фемтосекунди. В една фемтосекунда има 1000 атосекунди“, обяснява професорът по химия Арън Харисън от колежа „Остин“ в Шърман, Тексас. „Проблемът е, че изследователите нямаше как да проследят движенията на електроните. Те са твърде бързи и за да бъдат наблюдавани се нуждаем от атосекундни светлинни импулси. Това е от огромно значение. Пренареждането на електроните в атомите и молекулите стои в основата на редица процеси – както във физиката, така и в химията“, добавя той.

Всеизвестен факт е, че малките колибри могат да размахват крилата си по 80 пъти в секунда. Ние възприемаме това като бръмчене и замъглено движение. За сетивата ни подобни кратки събития са на практика невъзможни за наблюдение. Високоскоростната фотография прави възможно заснемането им, но има една важна подробност – колкото по-бързо е събитието, толкова по-висока трябва да е скоростта, с която се правят снимките. Същият принцип се прилага и при наблюденията на електрони. Всяко измерване трябва да се извърши по-бързо от времето, необходимо на изследваната система да претърпи осезаема промяна.

Обертонове и избягали електрони

Ключът към атосекундните наблюдения се крие във феномен, случващ се когато лазерна светлина премине през газ. Тя взаимодейства с неговите атоми и предизвиква обертонове, които могат да бъдат сравнени с онези, придаващи на звука неговия специфичен характер. Именно това ни позволява да чуем разликата между една и съща нота, изсвирена на китара и пиано. Това е и големият принос на Ан Л‘Юийе – още през 1987 г. тя и нейните колеги успяват да произведат обертонове с помощта на лазерен лъч, преминаващ през благороден газ. Това предизвиква електромагнитни вибрации, изкривяващи електрическото поле, задържащо електроните около атомното ядро.

В резултат, електроните могат да „избягат“, обясняват още учените. По време на своето „пътешествие“, те събират допълнителна енергия, от която трябва да се освободят, за да се прикрепят отново към ядрото. Така се образуват светлинни импулси, които на свой ред създават обертоновете. При подходящи обстоятелства, те съвпадат и се появяват импулси, всеки от които е дълъг едва няколкостотин атосекунди. Изследването на въпросните импулси започва в началото на настоящия век, като експериментите, извършени от екипите на Пиер Агостини и Ференц Краус, показват, че атосекундните импулси могат да бъдат не просто наблюдавани, но и да бъдат използвани за други тестове.

Революционни открития

Защо тези открития са толкова важни? Атосекундните импулси позволяват да се измери времето, необходимо на един електрон да напусне атома, което пък зависи от това колко здраво е свързан той с ядрото. Според експертите, така може да се определи разпределението на електроните в молекули и различни материали. Чрез импулсите може да се тестват голям брой процеси и да се идентифицират събития, за които до момента не се знаеше почти нищо. Потенциалните приложения са многобройни и обхващат различни области – от електрониката до медицината.

„Прекъсването на химическа връзка е един от основните и най-важни процеси в природата. Промените, които настъпват с електроните, са изключително бързи, а атосекундните импулси ни позволяват да проследим разкъсването на връзките в реално време“, отбелязва проф. Харисън.

„Това далеч не е всичко. Благодарение на тази технология, ние започваме да разбираме по-добре какво е поведението на електроните в течна вода, както и да разкриваме подробности за трансфера на частиците в полупроводници в твърдо състояние. Докато учените продължават да подобряват и откриват нови методи за произвеждане на атосекундни светлинни импулси, познанията ни за градивните елементи на материята ще се задълбочават. Спокойно можем да заявим, че всичко това променя представите ни за света, в който живеем“, обобщава той.

Още от автора:

Американците, които избягаха в СССР по време на Студената война

Носи ли вина ООН за геноцида в Руанда

Цената на войната в Украйна и неясното бъдеще на руската икономика

Постижима цел ли е прекратяването на конфликта в Близкия изток

Номер или лакомство – изненадващата история на една от най-популярните традиции, свързани с Хелоуин

Как дроновете се превръщат във все по-важен елемент от войната в Украйна

Между гениалността и лудостта – непознатата история на Исак Нютон

Великите учени, създали ужасяващи оръжия

Историческите заблуди, в които много хора все още вярват

Противоречивите теории, свързани с някои от най-значимите събития в световната история

Газа, Украйна и страховете, че се приближаваме към световна война

Изстрелването на „Спутник-1“ и началото на космическата надпревара между САЩ и СССР

Войната в Украйна, Китай и бъдещето на Тайван

Екстрасенсите, които станаха част от Студената война

Изненадващата история на биологичните и химическите оръжия

Виктор Орбан – между патриотизма и авторитаризма

Пожарът, който изпепели Лондон

На края на света – непозната Аляска

Да измамиш Хитлер – как операция „Минсмийт“ помогна на Съюзниците да спечелят Втората световна война

Трябва ли да се страхуваме от изкуствения интелект, мнението на експертите

Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
Германия планира защитата на Гренландия

Германия планира защитата на Гренландия

Свят Преди 2 часа

Писториус подчерта "геополитическите амбиции на Русия"

Николай Младенов вероятно ще оглави властта в Газа

Николай Младенов вероятно ще оглави властта в Газа

Свят Преди 2 часа

Младенов пътува до Израел миналата седмица

Съдят „Шарли Ебдо“ за карикатура на пожара в Кран Монтана

Съдят „Шарли Ебдо“ за карикатура на пожара в Кран Монтана

Свят Преди 6 часа

Рисунката на обгорели скиори предизвика вълна от гняв

Паргов: БСП може да задържи мандата по-дълго

Паргов: БСП може да задържи мандата по-дълго

България Преди 6 часа

Паргов: В рамките на този парламент не съществуват предпоставки за излъчване на правителство

Искат смъртно наказание за бившия президент на Южна Корея

Искат смъртно наказание за бившия президент на Южна Корея

Свят Преди 7 часа

Обвинението срещу него в оглавяване на метеж е най-тежкото

„Удари ме като ритник в корема“: Ник Джонас проговори за тревожността си на наградите „Златен глобус“

„Удари ме като ритник в корема“: Ник Джонас проговори за тревожността си на наградите „Златен глобус“

Любопитно Преди 8 часа

Джонас, който живее с диабет тип 1, често говори открито за психичното си здраве

Човек загина при пожар в къща в Габровица

Човек загина при пожар в къща в Габровица

България Преди 8 часа

Изясняват се причините, довели до инцидента

Снимката е илюстративна

Гответе се за главоболие, умора и лош сън – идват магнитни бури

Любопитно Преди 8 часа

Геомагнитната обстановка ще остане нестабилна няколко дни, като най-трудният период се прогнозира в средата на седмицата

Депутати се извиниха за игра на "Застреляй, преспи, ожени се" за опозицията си

Депутати се извиниха за игра на "Застреляй, преспи, ожени се" за опозицията си

Свят Преди 8 часа

И трите жени от Лейбъристката партия са изпратили писмени извинения на 5 януари - в деня, когато е подадена жалбата

Прокурор стреля срещу съдия в съдебната палата в Истанбул

Прокурор стреля срещу съдия в съдебната палата в Истанбул

Свят Преди 9 часа

Прокурорът Кълъчарслан е задържан на място

Терзиев: Отказах да подпиша за близо 400 милиона лева

Терзиев: Отказах да подпиша за близо 400 милиона лева

България Преди 9 часа

Терзиев отвърна на удара: Най-скъпият данък е страхът

Владимир Путин

Краят на една ера – проектът на Путин за велика сила се срива

Свят Преди 9 часа

Руският президент не успява да защити съюзниците си във Венецуела и Иран от неочаквано конфронтационния американски президент Доналд Тръмп

41 дни сама в океана: Трагичната история, вдъхновила филма "Дрейф"

41 дни сама в океана: Трагичната история, вдъхновила филма "Дрейф"

Любопитно Преди 9 часа

Тами Олдъм Ашкрафт преживява ураган от четвърта категория, който убива годеника ѝ, а тя трябва да оцелее повече от месец сама в океана, е, докато навигира 2400 км към сушата

„Възраждане“ се обяви за изцяло машинно гласуване

„Възраждане“ се обяви за изцяло машинно гласуване

България Преди 9 часа

Петров изключи възможността третият мандат за съставяне на правителство да бъде даден от президента на „Възраждане“

Снимката е илюстративна

Милионерка разкри шокиращия начин, по който разбира за изневярата на съпруга си след 21 години брак

Свят Преди 9 часа

Обаждане от непознат разкрива тайна, която разтърси живота ѝ и разруши двайсетгодишния ѝ брак

Откраднаха кола с дете вътре, докато майка му е в магазин

Откраднаха кола с дете вътре, докато майка му е в магазин

Свят Преди 9 часа

Полицията призова родителите да не оставят колата си да работи, докато децата им са вътре