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
Две жертви и десетки спасени след опустошителното наводнение в Гранд Каньон

Две жертви и десетки спасени след опустошителното наводнение в Гранд Каньон

Свят Преди 33 минути

Порой превърна Брайт Ейнджъл Крийк в разрушителен поток, повреди единствения водопровод към вътрешността на каньона и наложи ограничения за туристи и жители

Защо жените трябва да добавят цвекло в менюто си

Защо жените трябва да добавят цвекло в менюто си

Любопитно Преди 55 минути

Богатият на фибри, желязо, фолат, калий и нитрати зеленчук може да бъде част от балансираното хранене

4 напитки, които хидратират по-добре от водата

4 напитки, които хидратират по-добре от водата

Любопитно Преди 57 минути

Най-добрият подход е тези напитки да се разглеждат като допълнение към водата, а не като неин заместител

Най-високият празен небостъргач в света гони нов рекорд

Най-високият празен небостъргач в света гони нов рекорд

Свят Преди 58 минути

Небостъргачът се строи близо 18 години и вече е най-високата необитаема сграда в света

Българката, издирвана след потопа в Тибет, вече се завърна у дома

Българката, издирвана след потопа в Тибет, вече се завърна у дома

България Преди 9 часа

Наталия Михайлова е в добро състояние, а друга наша сънародничка - Сузана Алексиева, вече е с временен паспорт

Катастрофа между кола и мотор на бул. „Черни връх“ в София, има пострадал

Катастрофа между кола и мотор на бул. „Черни връх“ в София, има пострадал

България Преди 9 часа

Движението в посока Околовръстния път е затруднено и се осъществява двупосочно в една лента

Джон Галиано

Отмениха спорната тема на Met Gala 2027 с Джон Галиано

Свят Преди 9 часа

Дизайнерът Джон Галиано се оттегли от Met Gala 2027 след остри критики и заплахи от дарители. Причината са негови антисемитски изказвания от миналото, а датата на събитието съвпадаше с Деня на паметта на Холокоста. Музеят подготвя нова тема.

Трагедията в Гранд Каньон: Има жертви, десетки са в неизвестност

Трагедията в Гранд Каньон: Има жертви, десетки са в неизвестност

Свят Преди 10 часа

Двама души са загинали, а 14 са в неизвестност след опустошителни флаш наводнения в Гранд Каньон. Над 60 туристи са евакуирани с хеликоптери, докато спасителните екипи издирват оцелели. Щетите по инфраструктурата на националния парк са огромни

Експлозия във фабрика за фойерверки в Индия уби 11, сред тях 8 деца

Експлозия във фабрика за фойерверки в Индия уби 11, сред тях 8 деца

Свят Преди 10 часа

Все още не е ясна причината за експлозията, води се разследване

АЕЦ „Козлодуй“ започна планово повишаване на мощността на 5-и блок

АЕЦ „Козлодуй“ започна планово повишаване на мощността на 5-и блок

България Преди 11 часа

Решението идва след покачване на нивото на река Дунав през последните дни

Зеленски проведе разговор със специалните пратеници на САЩ Уиткоф и Къшнър

Зеленски проведе разговор със специалните пратеници на САЩ Уиткоф и Къшнър

Свят Преди 11 часа

Киев подготвя визита на американските представители за активизиране на преговорите за мир

Вдъхновяващи истории на малки борци: „Майчин дом“ отбелязва 50 години неонатология с изложба

Вдъхновяващи истории на малки борци: „Майчин дом“ отбелязва 50 години неонатология с изложба

България Преди 11 часа

Експозицията „Всеки нов живот заслужава шанс“ в Градската градина е под патронажа на Илияна Йотова

Гърция намали цените на над 1700 продукта с 10%

Гърция намали цените на над 1700 продукта с 10%

Свят Преди 12 часа

Продуктите от първа необходимост поевтиняват със средно 9,5%, а мярката ще действа между два и четири месеца

Пожар край Околовръстното шосе в София; горят сухи треви в кв. „Младост“

Пожар край Околовръстното шосе в София; горят сухи треви в кв. „Младост“

България Преди 12 часа

Няма пострадали хора и застрашени сгради в района, пожарникари овладяват огъня

„Изплъзна се от ръката ми“ – майка разказа за последните минути с децата си преди фериботът край Кипър да потъне

„Изплъзна се от ръката ми“ – майка разказа за последните минути с децата си преди фериботът край Кипър да потъне

Свят Преди 13 часа

Майка разтърси с разказ за последните драматични минути на борда на потъналия ферибот край Северен Кипър. Осем души са загинали, а 20, сред които и две деца, все още са в неизвестност. Оцелелите близки чакат новини на пристанището, а капитанът е арестуван