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
БТА откри Национален пресклуб в Атина

БТА откри Национален пресклуб в Атина

България Преди 7 часа

Националният пресклуб на БТА в Атина е 44-ият в България и в чужбина и ще бъде дом на всички български медии и гръцките с интерес към България

Изследване: Повечето хора се влюбват средно два пъти през живота си

Изследване: Повечето хора се влюбват средно два пъти през живота си

Любопитно Преди 9 часа

Данните показват, че страстната любов е преживяване, което повечето хора изпитват поне веднъж

Локомотив се запали край Русе, няма пострадали

Локомотив се запали край Русе, няма пострадали

България Преди 10 часа

Няма официална информация за причината за инцидента

Страйкър

Първите бойни машини "Страйкър" вече са в България

Свят Преди 10 часа

Първите пет бойни бронирани машини „Страйкър“ пристигнаха на пристанище Бургас днес

Любов и кралско сияние: Уилям и Кейт очароваха със снимка за Свети Валентин

Любов и кралско сияние: Уилям и Кейт очароваха със снимка за Свети Валентин

Любопитно Преди 11 часа

Принцът и принцесата на Уелс очароваха с нов спонтанен портрет за Свети Валентин, а Кейт Мидълтън загатна за романтичен жест от принц Уилям, появявайки се с луксозно златно колие със символичен надпис

Зеленски се подигра с Орбан в Мюнхен

Зеленски се подигра с Орбан в Мюнхен

Свят Преди 12 часа

Благодарение на украинците унгарският премиер Виктор Орбан може да мисли за увеличаване на корема си, вместо на армията си, каза Зеленски

Съдът остави в ареста мъжа, намушкал децата и майка си в кв."Подуяне"

Съдът остави в ареста мъжа, намушкал децата и майка си в кв."Подуяне"

България Преди 12 часа

Адвокатът му заяви, че роднини на Топурски твърдят, "че е започнал да се увлича от будизма"

Тръмп: Ще посетя Венецуела, но все още не сме решили кога

Тръмп: Ще посетя Венецуела, но все още не сме решили кога

Свят Преди 13 часа

Тръмп посочи също, че ще позволи на повече големи петролни компании да се установят в страната след години ограничения

Мелони предлага отлагане на дълговете на африканските държави, засегнати от климатични сътресения

Мелони предлага отлагане на дълговете на африканските държави, засегнати от климатични сътресения

Свят Преди 13 часа

Тя не даде подробности за това как ще работи предложеният механизъм за замразяване или кои държави биха могли да го използват

Зеленски от Мюнхен: САЩ твърде често искат отстъпки не от Русия, а от Украйна

Зеленски от Мюнхен: САЩ твърде често искат отстъпки не от Русия, а от Украйна

Свят Преди 13 часа

Зеленски изрази надежда, че мирните преговори с посредничеството на САЩ следващата седмица в Женева ще бъдат сериозни и съдържателни

Алексей Навални

Алексей Навални е убит с токсин от еквадорска жаба

Свят Преди 13 часа

Тази отрова, наречена епибатидин, е 200 пъти по-силна от морфина.

Йотова и Пленкович обсъдиха разделението в ЕС и бъдещето на Украйна.

Йотова и Пленкович обсъдиха разделението в ЕС и бъдещето на Украйна.

България Преди 13 часа

Сред акцентите в разговора беше предстоящата среща на върха на инициативата „Три морета“, чийто домакин тази година е Хърватия

Европа се готви да навлезе в „Ерата на кралиците“

Европа се готви да навлезе в „Ерата на кралиците“

Любопитно Преди 14 часа

Четири монархии се готвят да имат кралица на трона следващия път – Белгия, Нидерландия, Испания и Швеция. Но кои са тези бъдещи кралици? И какво ще отстояват те като лидери от поколението Z?

Председателят на ЕК Урсула фон дер Лайен

ЕС да премине „на по-висока предавка“ в отбраната, призова Урсула фон дер Лайен

Свят Преди 14 часа

„Взаимната отбрана не е задача по избор за Европейския съюз. Това е задължение в собствения ни договор“, заяви Фон дер Лайен

Външният министър на Китай Ван И

Ван И: Европа не трябва да бъде част от менюто, а да седи на масата

Свят Преди 14 часа

Китайският външен министър предупреди, че „някои се опитват да правят разграничение между Тайван и Китай, като по този начин преминават червените линии, които Китай е установил, и които биха го изправили срещу САЩ в един потенциален конфликт“