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
София обновява над 200 междублокови пространства: 3300 паркоместа и 500 нови дървета

София обновява над 200 междублокови пространства: 3300 паркоместа и 500 нови дървета

България Преди 27 минути

Столичната община е осигурила близо 12 млн. евро за обновяването на пространствата между блоковете

<p>Peugeot e-208 GTi: Хотхечът е жив! И е супер забавен</p>

Peugeot e-208 GTi: Хотхечът е жив! И е супер забавен

Технологии Преди 41 минути

Опасенията, че електрическото задвижване ще извади фактора fun от уравнението се оказаха преувеличени. Силно. Подкрепят го най-добрите в класа динамични характеристики

Теч на данни в Дания: Разкриха личната информация на близо 8,8 млн. души

Теч на данни в Дания: Разкриха личната информация на близо 8,8 млн. души

Свят Преди 1 час

Имена, адреси и CPR номера са попаднали в ръцете на неоторизирани лица, властите разследват случая

Тейлър Суифт отново превзе върха на „Билборд“ 200 след 9-месечна пауза

Тейлър Суифт отново превзе върха на „Билборд“ 200 след 9-месечна пауза

Любопитно Преди 1 час

Музикалната звезда Тейлър Суифт изстреля албума си от 21-ва до първа позиция благодарение на четири непубликувани парчета, отчитайки рекордния за годината 9-месечен интервал между две лидерски позиции

<p>Педро Санчес обяви предсрочни избори в извънредно обръщение към нацията</p>

Испанският премиер Педро Санчес свика предсрочни парламентарни избори

Свят Преди 1 час

Той направи това в извънредно обръщение тази сутрин, след като в петък парламентът блокира мерките на правителството за справяне с жилищната криза

Марио Бакалов

Марио Бакалов анализира инфарктния инцидент на борда на Flydubai

България Преди 1 час

Българският пилот с 23-годишен опит разчита ключовите детайли в кървавия инцидент във въздуха, при който радикализиран втори пилот нападна капитана, а героичната намеса на пътници и пътуващи пилоти спаси 180 живота при кацане в Саудитска Арабия

Американските власти арестуваха жена за шпионаж на сина на тайванския президент

Американските власти арестуваха жена за шпионаж на сина на тайванския президент

Свят Преди 1 час

34-годишната Ванин Чжан е арестувана на летището в Лос Анджелис преди опит да отлети за Пекин, след като следила семейството на Уилям Лай

Задържаха мъж за побой над 90-годишния му баща

Задържаха мъж за побой над 90-годишния му баща

България Преди 1 час

Сигналът е подаден от внука на пострадалия

Защо обикновените инвеститори трудно могат да се възползват от бума на роботиката

Защо обикновените инвеститори трудно могат да се възползват от бума на роботиката

Парите ни Преди 1 час

Повечето компании, които разработват роботите на бъдещето, все още са частни, което оставя ограничени възможности за обикновените инвеститори

САЩ с нов удар по плавателен съд в Карибско море, четирима загинали

САЩ с нов удар по плавателен съд в Карибско море, четирима загинали

Свят Преди 1 час

Южното командване на САЩ обяви, че е поразен бързоходен катер по маршрут за наркотрафик, докато правозащитници определят операцията като екзекуция без съд

Как да защитим най-важните си данни в Windows

Как да защитим най-важните си данни в Windows

Технологии Преди 1 час

Компютърът ни разполага с много от най-важната ни лична информация и затова е силно препоръчително да я защитим добре, като добрата парола на Windows е само една малка стъпка, но има и още какво да направим, за да ограничим достъпа

След 5 години без сериозна връзка: Ким Кардашиян проговори за романса си с Луис Хамилтън

След 5 години без сериозна връзка: Ким Кардашиян проговори за романса си с Луис Хамилтън

Любопитно Преди 1 час

Риалити звездата споделя, че е прекарала години в умишлено фокусиране върху децата и кариерата си след развода с Кание Уест. Днес основателката на SKIMS и пилотът от Формула 1 Луис Хамилтън вече не крият близките си отношения

Арестуваха 17-годишен българин за побой над полицай по време на протестите във Франция

Арестуваха 17-годишен българин за побой над полицай по време на протестите във Франция

Свят Преди 1 час

Младежът е признал, че е ритал служителя в главата, но защитата му твърди, че преди това полицаят е опитал да го удави

Пътна полиция с акция в цялата страна, за какво ще следят

Пътна полиция с акция в цялата страна, за какво ще следят

България Преди 1 час

Кампанията е част от международната инициатива на ROADPOL „Фокус върху пътя“

На фона на руските заплахи в Арктика: Марко Рубио започва ключова обиколка в Европа

На фона на руските заплахи в Арктика: Марко Рубио започва ключова обиколка в Европа

Свят Преди 1 час

Американският държавен секретар ще обсъди защитата на Арктика, сигурността в Източното Средиземноморие и отбраната в Атлантика на фона на руската активност и кризата в Близкия изток