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

Най-голямата семейна тайна: кой изяде последното парче.
Прочети целия
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
Верижна катастрофа на магистрала в Япония

Верижна катастрофа с над 50 превозни средства взе жертва в Япония

Свят Преди 1 час

Верижната катастрофа е започнала със сблъсък между два камиона в град Минаками

Русия удари Киев с ракети и дронове преди ключовата среща Зеленски-Тръмп

Русия удари Киев с ракети и дронове преди ключовата среща Зеленски-Тръмп

Свят Преди 2 часа

Въздушната тревога остана в сила в Киев около четири часа след обявяването ѝ

Преяждане, алкохол и стрес - как празниците удрят организма ни

Преяждане, алкохол и стрес - как празниците удрят организма ни

Любопитно Преди 3 часа

С атмосферата на радост, за много хора идва и един по-неприятен спътник – подуване на корема, газове и храносмилателен дискомфорт

Дядо Коледа

Децата имат нужда от Дядо Коледа, кога да кажем истината - отговорът на психолога

Любопитно Преди 3 часа

За децата в предучилищна възраст вярата в чудеса е напълно нормална, а и тя развива психологическа устойчивост

Слънчево, но студено време в събота. Очакват ли се валежи

Слънчево, но студено време в събота. Очакват ли се валежи

България Преди 3 часа

Максималните температури ще бъдат между 1° и 6°, в София – около 2°

Трикове, които уж пестят батерията, но реално не

Трикове, които уж пестят батерията, но реално не

Технологии Преди 3 часа

Идват дни, в които ще използваме смартфоните много повече и ще се опитваме да пестим енергията на батерията им по най-различни начини. Тези популярни трикове всъщност са почти безполезни

Почина китаристът на The Cure Пери Бамонте

Почина китаристът на The Cure Пери Бамонте

Свят Преди 11 часа

„Тих, отдаден, интуитивен, постоянен и изключително креативен, Теди беше топлосърдечна и жизненоважна част от историята на The Cure“

Четирима туристи са загинали при лавина в Гърция

Четирима туристи са загинали при лавина в Гърция

Свят Преди 11 часа

Телата са били открити в близост до следи, оставени от туристите

Нападение с хладно оръжие в парижкото метро

Нападение с хладно оръжие в парижкото метро

Свят Преди 12 часа

Заподозреният е задържан

„Величие“: Да помним Тюркян означава да защитаваме свободата и човешкото достойнство

„Величие“: Да помним Тюркян означава да защитаваме свободата и човешкото достойнство

Свят Преди 12 часа

17-месечната Тюркян загива при мирен протест срещу т.нар. Възродителен процес на 26 декември 1984 г.

След новата присъда: Бившият премиер на Малайзия призова за спокойствие

След новата присъда: Бившият премиер на Малайзия призова за спокойствие

Свят Преди 12 часа

Върховният съд на Малайзия осъди днес Наджиб Разак на 15 години затвор и солидна глоба от 13,5 млрд. рингита

Московски съд осъди руски дипломат за измяна

Московски съд осъди руски дипломат за измяна

Свят Преди 13 часа

ФСС, която е основният наследник на КГБ от съветската ера, заяви, че роденият през 1987 г. Коновалов е признат за виновен в измяна

Зеленски ще обсъди с Тръмп гаранциите за сигурност за Украйна

Зеленски ще обсъди с Тръмп гаранциите за сигурност за Украйна

Свят Преди 13 часа

Украинската страна ще повдигне и „териториални въпроси“, каза още Зеленски

<p>Денков: Трагичната съдба на 17-месечната Тюркян ни напомня за цената на свободата</p>

Николай Денков: Трагичната съдба на 17-месечната Тюркян ни напомня за цената на свободата

България Преди 14 часа

Това е една от най-тежките и символни трагедии, белязали тоталитарния режим в България, отбелязват в публикация във Фейсбук от ПП

Редица държави осъдиха признаването на Сомалиленд от Израел

Редица държави осъдиха признаването на Сомалиленд от Израел

Свят Преди 14 часа

Президентът на Сомалиленд приветства като "историческия момент" обявеното днес от Нетаняху признаване на тази самопровъзгласила се република

Неподходящо облечен турист беше спасен от ПСС на Черни връх

Неподходящо облечен турист беше спасен от ПСС на Черни връх

България Преди 14 часа

Когато го намерили бил с първа степен на хипотермия