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
Хавиер Милей

Нова криза за Фолкландските острови: Милей обяви Великобритания за „нация в упадък“

Свят Преди 1 час

В национално обръщение Милей заяви, че „вълната на промяната“ е в полза на претенциите на Аржентина към островите, обнадежден от знаци, че САЩ може да преразгледат неутралната си позиция по въпроса

Спасителните екипи продължават да търсят оцелели в тунелите на местните ВЕЦ обекти

Живи след 9 дни под земята: Спасиха двама души от затрупан тунел в Непал

Свят Преди 2 часа

Към момента над 5000 души се водят за изчезнали, като стотици от тях са работници от обширната мрежа от тунели на местните ВЕЦ обекти

Изненадващият знак за „тихото отказване“ от брака, който повечето двойки пренебрегват

Изненадващият знак за „тихото отказване“ от брака, който повечето двойки пренебрегват

Любопитно Преди 3 часа

Терминът „тихо отказване“, познат от света на труда, вече описва опасен модел в съвременните бракове. Експерти разкриват защо пълната липса на конфликти и емоционалното дистанциране под един покрив са най-сериозният предупредителен знак за една връзка

Постоянните проблеми с парите състаряват мозъка по-бързо

Постоянните проблеми с парите състаряват мозъка по-бързо

Любопитно Преди 3 часа

Постоянните финансови затруднения и ниските доходи в ранната и средната зряла възраст ускоряват когнитивния спад и водят до по-ранно стареене на мозъка, показват резултатите от мащабно проучване на британския Университетски колеж Лондон (UCL)

Захлаждане с дъжд и гръмотевици в петък, после отново слънце

Захлаждане с дъжд и гръмотевици в петък, после отново слънце

България Преди 3 часа

Вижте прогнозата за времето за следващите няколко дни

Ураганите с емоционална първа победа в “Игри на волята”

Ураганите с емоционална първа победа в “Игри на волята”

Любопитно Преди 10 часа

Трима от Вулканите ще се борят за своето оставане в надпреварата

Франция отчете рекордно горещо лято с 53 дни на горещи вълни

Франция отчете рекордно горещо лято с 53 дни на горещи вълни

Свят Преди 10 часа

Температурите са били средно с 4,8°C над обичайните, а валежите са били с 40% под нормата

Варна ограничава достъпа до незаконните строежи в „Баба Алино“

Варна ограничава достъпа до незаконните строежи в „Баба Алино“

България Преди 11 часа

На постройките със спрени ток и вода ще бъдат поставени ограничителни ленти, печати и подписи, а нарушителите ще бъдат санкционирани

Пожар в района на украинската столица Киев

Руски удар уби човек, жилищна сграда пламна в Киев

Свят Преди 11 часа

Пожар е избухнал на деветия етаж на многоетажен блок, а 15 души са били евакуирани

Disney+ "High School Musical: The Musical: The Series" Season 3 Premiere - Arrivals

Звезда на Disney почина едва на 33 години

Свят Преди 11 часа

Американската актриса, позната с ролята на мажоретката Бри, е починала на 33-годишна възраст

Дело за един от най-загадъчните саботажи: Украинецът, обвинен за „Северен поток“, влиза в съда

Дело за един от най-загадъчните саботажи: Украинецът, обвинен за „Северен поток“, влиза в съда

Свят Преди 12 часа

Германският съд в Хамбург е насрочил 16 заседания до средата на декември по делото срещу Сергий К.

Бенямин Нетаняху

Бенямин Нетаняху: Свалянето на иранския режим е постижимо

Свят Преди 12 часа

Той определи премахването на иранската заплаха и смяната на режима като основна задача, която все още стои пред Израел

Ратко Младич

Тялото на покойния Ратко Младич беше докарано в Сърбия

Свят Преди 13 часа

Погребението ще бъде в Белград в понеделник

Контейнеровозът "Йозеф Шулте" напуска пристанището на Одеса, 16 август 2023 г.

Руски дронове удариха два кораба с военен товар за Украйна

Свят Преди 13 часа

Руското министерство на отбраната твърди, че ударни дронове са поразили товарен кораб с оръжие и боеприпаси и контейнеровоз с военно оборудване

Седми смъртен случай от Западнонилска треска е регистриран в РСМ

Седми смъртен случай от Западнонилска треска е регистриран в РСМ

България Преди 13 часа

Жертвата е 69-годишен мъж от Скопие, а броят на хоспитализираните пациенти остава 19

Доналд Тръмп

Тръмп с ултиматум към Европа: Ще си искаме парите за Украйна

Свят Преди 13 часа

Президентът на САЩ заяви, че Вашингтон ще поиска от европейските държави да възстановят разходите за оръжия и боеприпаси, предоставени на Киев