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
Напрежение между Вашингтон и Лондон: Марко Рубио заяви за чужда намеса в осуетения атентат в Англия

Напрежение между Вашингтон и Лондон: Марко Рубио заяви за чужда намеса в осуетения атентат в Англия

Свят Преди 3 минути

Държавният секретар на САЩ благодари на Лондон за бързата реакция след откритите микробуси край базата във Феърфорд, но посочи, че в случая „ясно личи намесата на чуждестранен субект“

На снимката са показани знамената на САЩ и Иран, разделени от голяма пукнатина

САЩ и Иран подновиха разговорите за прекратяване на войната

Свят Преди 35 минути

Президентът на САЩ заяви, че не е предлагал облекчаване на санкциите или освобождаване на замразени ирански средства

Гърция се очаква да предаде на България останките, приписвани на цар Самуил

Гърция се очаква да предаде на България останките, приписвани на цар Самуил

България Преди 52 минути

Според гръцко издание процедурата е към края си, темата е била поставена отново през 2022 г. при кабинета на Кирил Петков

Мощни експлозии разтърсиха Киев: Русия с поредна атака с ракети и дронове

Мощни експлозии разтърсиха Киев: Русия с поредна атака с ракети и дронове

Свят Преди 1 час

При нападението са поразени нежилищни и общински сгради, двама души са ранени в Киевска област

Ураганите завоюваха спасение и специална вечеря след подвиг на Арената в “Игри на волята”

Ураганите завоюваха спасение и специална вечеря след подвиг на Арената в “Игри на волята”

Любопитно Преди 1 час

Кристиян и Иван от Канарите бяха изпратени на битка за оцеляване

,

Опасна отрова или излишна паника: Големият научен спор за ултрапреработените храни

Любопитно Преди 1 час

Докато едни експерти ги свързват с редица сериозни заболявания, други диетолози предупреждават за ненужна истерия и припомнят, че най-важен е цялостният баланс в храненето

,

Лекар разкрива истината: Защо мъжете „умират“ при 37°C, а жените боледуват на крак

Любопитно Преди 2 часа

Лекар разкри има ли биологична причина мъжете да понасят по-тежко ниската температура и защо цифрите на термометъра не показват колко всъщност ни е зле

Пуснаха под гаранция задържаните британци по случая „Феърфорд“

Пуснаха под гаранция задържаните британци по случая „Феърфорд“

Свят Преди 2 часа

Обектът е използван от Съединените щати за удари срещу Иран

Обсъждат създаването на Кодекс за социална подкрепа

Обсъждат създаването на Кодекс за социална подкрепа

България Преди 2 часа

Министри, депутати, бизнесът, синдикатите и граждански организации ще обсъдят промени в системата за социална подкрепа

Парламентът разглежда промени срещу т.нар. „дела шамари“

Парламентът разглежда промени срещу т.нар. „дела шамари“

България Преди 2 часа

Правната комисия заседава извънредно, депутатите гласуват на второ четене промени в Гражданския процесуален кодекс

,

Научен пробив или нова загадка? Какво откриха учените в ДНК-то на Торинската плащаница

Любопитно Преди 2 часа

Италиански изследователи анализираха милиони фрагменти от реликвата, разкривайки както следи от Светите земи, така и отпечатъци от стотици хора през вековете

Снимката е илюстративна

Руска технологична компания за наблюдение е проникнала в европейски правоохранителни структури

Свят Преди 2 часа

Същата технология, използвана от западните полицейски служби, според твърденията е била разработвана в Русия и продавана на руските служби за сигурност

Рожден ден в САЩ завърши с престрелка, много пострадали

Рожден ден в САЩ завърши с престрелка, много пострадали

Свят Преди 10 часа

Група младежи се събрала в парк, за да отпразнува пълнолетието на младо момиче

Путин подписа указ за увеличаване на армията

Путин подписа указ за увеличаване на армията

Свят Преди 11 часа

Общата численост на Въоръжените сили на Руската федерация се определя на 2 441 630 души

Много загинали в Русия след взрив във фабрика за фойерверки

Много загинали в Русия след взрив във фабрика за фойерверки

Свят Преди 12 часа

На мястото на инцидента незабавно са били изпратени значителни сили за овладяване на ситуацията