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
Идентифицирани са всички 40 жертви от пожара в бар в Швейцария

Идентифицирани са всички 40 жертви от пожара в бар в Швейцария

Свят Преди 5 часа

Полицията добави, че няма да дава подробности за самоличността на жертвите

Гръцките фермери дадоха ултиматум, заплашват с 48-часова пълна блокада

Гръцките фермери дадоха ултиматум, заплашват с 48-часова пълна блокада

Свят Преди 6 часа

Протестиращите гръцки земеделци, които блокират пътища в страната от края на ноември, дадоха срок на правителството до сряда включително да отговори на основните им искания

Корабче се удари в кей в Созопол заради силния вятър

Корабче се удари в кей в Созопол заради силния вятър

България Преди 8 часа

По непотвърдена информация котвата се е скъсала и корабът е отнесен от пристанището от ураганния вятър

Голяма част от охранителите на Мадуро са били убити при операцията за залавянето му

Голяма част от охранителите на Мадуро са били убити при операцията за залавянето му

Свят Преди 8 часа

Това заяви в телевизионно изявление министърът на отбраната на Венецеула Владимир Падрино

Наско Сираков: Димитър Пенев беше велика фигура в българския футбола

Наско Сираков: Димитър Пенев беше велика фигура в българския футбола

България Преди 8 часа

"Левски" е моята любов. Винаги съм знаел какво трябва да се направи", сподели той

Терзиев: София е символ на свобода, достойнство и устойчивост

Терзиев: София е символ на свобода, достойнство и устойчивост

България Преди 8 часа

Това написа кметът на София по повод 148-годишнината от Освобождението на града

Медведев: Тръмп действа незаконно във Венецуела

Медведев: Тръмп действа незаконно във Венецуела

Свят Преди 9 часа

Бившият президент и министър-председател на Русия смята, че САЩ гледат на Латинска Америка като на "задния си двор" и че очевидно Тръмп иска контрола върху петролните залежи на Венецуела

Как да направите по-лесно завръщането на работа след празниците

Как да направите по-лесно завръщането на работа след празниците

Любопитно Преди 10 часа

Връщането към рутината може да донесе смесица от нежелание, тревожност и ниски нива на енергия – дори и ако харесвате работата си

„Не си играйте игрички“: Как Белият дом превърна залавянето на Мадуро в интернет сензация

„Не си играйте игрички“: Как Белият дом превърна залавянето на Мадуро в интернет сензация

Свят Преди 10 часа

Залавянето на венецуелския президент Николас Мадуро беше „преиграно“ от неговите противници с драматичен саундтрак и представено чрез езика на интернет меметата

Полети на летище "Васил Левски" пренасочени и отменени заради ураганния вятър

Полети на летище "Васил Левски" пренасочени и отменени заради ураганния вятър

България Преди 11 часа

Пътниците могат да се информират за актуалното състояние на излитащите и кацащите от сайта на летището

Папа Лъв XIV: Венецуела трябва да остане независима държава

Папа Лъв XIV: Венецуела трябва да остане независима държава

Свят Преди 11 часа

След военната операция на САЩ и задържането на Мадуро САЩ възнамеряват временно да поемат управлението на южноамериканската страна

Зеленски: Русия нанесе над 2000 въздушни удара в новогодишната седмица

Зеленски: Русия нанесе над 2000 въздушни удара в новогодишната седмица

Свят Преди 12 часа

През изминалата седмица Русия е атакувала Украйна с над 1070 планиращи бомби, около 1000 дрона и шест ракети, посочи украинският президент

Задействаха BG-ALERT заради бурен вятър в Боровец

Задействаха BG-ALERT заради бурен вятър в Боровец

България Преди 12 часа

В района на курорта има много паднали дървета, някои от тях са паднали върху автомобили

Международното летище в Атина

Техническият проблем в гръцкото въздушно пространство е отстранен

Свят Преди 12 часа

Проблем с радиочестотите на ръководството на въздушното движение на Гърция тази сутрин предизвика отмяната на повечето полети от и към страната и затварянето на въздушното ѝ пространство

Барът в Кран Монтана, който отне десетки животи, е ограден с полицейски ленти

Разследване срещу управителите на бара-ковчег в Швейцария

Свят Преди 12 часа

Разследването включва предполагаеми престъпления като убийство по непредпазливост, причиняване на телесна повреда по непредпазливост и неумишлено причиняване на пожар

Имунолог обяснява: Как мръсният въздух влияе на здравето ни

Имунолог обяснява: Как мръсният въздух влияе на здравето ни

България Преди 12 часа

Хората боледуват по-често, когато живеят в замърсени райони, подчерта д-р Цветелина Великова