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
Марк Карни

Канада отвръща на САЩ с мита за милиарди от 8 септември

Свят Преди 7 часа

Канада налага ответни мита на американски стоки от 8 септември в отговор на 50-процентовите налози от Доналд Тръмп. Премиерът Марк Карни бе категоричен, че Отава ще защити своите работници и бизнеси, отвръщайки огледално на Вашингтон „долар по долар“

Баща изостави 7-годишния си син сам на Фуджи и продължи към върха

Баща изостави 7-годишния си син сам на Фуджи и продължи към върха

Свят Преди 8 часа

Полицията в Япония порица 48-годишен баща, който остави 7-годишния си син сам на над 2000 метра надморска височина на планината Фуджи. Детето чака 8 часа в дъжд и мъгла с безалкохолно и закуска, докато родителят му изкачваше върха с по-голямото си дете

Джорджина Родригес официално осинови трите по-големи деца на Кристиано Роналдо

Джорджина Родригес официално осинови трите по-големи деца на Кристиано Роналдо

Любопитно Преди 10 часа

Само седмица след скромната си сватба в Португалия, Джорджина Родригес и Кристиано Роналдо предприеха важна правна стъпка. Бизнесдамата официално осинови Кристиано-младши и близнаците Ева и Матео, получавайки равни родителски права с футболиста

Науката зад трагедията с Хейдън Пенетиър: Съществува ли наистина „ефектът на рождения ден“

Науката зад трагедията с Хейдън Пенетиър: Съществува ли наистина „ефектът на рождения ден“

Любопитно Преди 11 часа

Актрисата Хейдън Пенетиър издъхна 5 дни преди рождения си ден, с което отново възбуди интереса към така наречения „ефект на рождения ден“. Учените продължават да спорят дали това е статистически феномен, психологически стрес или просто съвпадение

Франция ускорява доставката на военна помощ за Украйна

Франция ускорява доставката на военна помощ за Украйна

Свят Преди 11 часа

Володимир Зеленски и Еманюел Макрон договориха и предоставяне на лицензи за производство на ракети

Откриха останки от дрон на плажа между Кранево и Албена

Откриха останки от дрон на плажа между Кранево и Албена

България Преди 11 часа

Военноморските сили бяха уведомени по протокол, а районът бе незабавно отцепен от полицията

Почина жената, спасена от хеликоптера "Кугър" след инцидент под връх Мальовица

Почина жената, спасена от хеликоптера "Кугър" след инцидент под връх Мальовица

България Преди 12 часа

Лошите метеорологични условия и скалистият терен попречиха на медицинския въздушен транспорт да кацне

„Ако имаше охрана, тя щеше да е жива“: Близките на намушканата украинска бежанка заведоха дело за смърт по небрежност

„Ако имаше охрана, тя щеше да е жива“: Близките на намушканата украинска бежанка заведоха дело за смърт по небрежност

Свят Преди 12 часа

Семейството на Ирина Заруцка подаде иск за непредумишлено убийство спрямо град Шарлът и охранителната фирма. Близките твърдят, че фаталният инцидент във влака е можело да бъде предотвратен, а системни пропуски са застрашили сигурността на пътниците

Марк Зукърбърг и Присила Чан

Марк Зукърбърг купи 200-годишен замък, в който в миналото измъчвали хора, за над $23 милиона

Любопитно Преди 13 часа

Основателят на Meta Марк Зукърбърг и съпругата му Присила Чан придобиха историческото имение Странкали в Ирландия. Сделката за имота с площ 440 акра е на стойност до 35 милиона долара, но земята пази спомена за кървави предания от миналото

Екшън в Бургас: Гранична полиция залови молдовски трафикант и мигрант след гонитба

Екшън в Бургас: Гранична полиция залови молдовски трафикант и мигрант след гонитба

Свят Преди 13 часа

Операцията завърши с блокиране на автомобила до стадион "Черноморец", като органите на реда продължават издирването на още двама души

Небесно шоу над Америка: Предстои почти пълно лунно затъмнение

Небесно шоу над Америка: Предстои почти пълно лунно затъмнение

Свят Преди 13 часа

Сянката на Земята ще закрие 96% от лунната повърхност в нощта срещу петък, като феноменът ще бъде видим за над три милиарда души по света

Въвеждат драстични ограничения за водата в Ябланица заради високите температури

Въвеждат драстични ограничения за водата в Ябланица заради високите температури

България Преди 14 часа

При продължаващо намаляване на дебита от ВиК – Ловеч предупреждават за незабавен воден режим

Горски пожар евакуира 1000 души в Източна Испания

Горски пожар евакуира 1000 души в Източна Испания

Свят Преди 14 часа

Сушата и горещините подхранват стихията във Валенсия, докато проливни дъждове на север причиниха срутвания и ранени

Сим Калас

Почина бившият естонски премиер и еврокомисар Сим Калас

Свят Преди 14 часа

Дъщеря му Кая Калас съобщи за загубата на баща си, определящ политическата съдба на Естония в продължение на десетилетия

17-годишно момиче е жертвата на нападението с меч в шведско училище

17-годишно момиче е жертвата на нападението с меч в шведско училище

Свят Преди 14 часа

Разследващите проверяват връзка между 18-годишния заподозрян и крайнодесни онлайн мрежи за насилие

Почина Маркос Родригес Пантоха - испанското момче, отгледано от вълци в Сиера Морена

Почина Маркос Родригес Пантоха - испанското момче, отгледано от вълци в Сиера Морена

Свят Преди 14 часа

Испанецът Маркос Родригес Пантоха, прекарал детството си в пълна изолация сред вълци в планината Сиера Морена, почина на 80-годишна възраст. Неговата необикновена съдба вдъхнови редица научни изследвания, книги и филмови адаптации