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
Мистерия №9: Списъкът на изчезналите или починали учени в САЩ расте

Мистерия №9: Списъкът на изчезналите или починали учени в САЩ расте

Свят Преди 5 минути

Още един учен, свързан с космическата програма на Америка, се присъедини към нарастващия списък със смъртни случаи и изчезвания в САЩ. САЩ. Майкъл Дейвид Хикс почина на 30 юли 2023 г. на 59-годишна възраст, но причината за смъртта му никога не беше оповестена публично и не беше открит запис за извършена аутопсия

Снимката е илюстративна

Има очевидна причина защо някои хора живеят до 100 години - а други не

Свят Преди 12 минути

Ново изследване на учени от Швейцария откри „ключа“ към дълголетието в кръвта ни. Оказва се, че столетниците притежават уникален протеинов профил, който поддържа метаболизма и тъканите им млади, предпазвайки ги от болести и оксидативен стрес

Дрон изплава на плажа в Несебър

Дрон изплава на плажа в Несебър

България Преди 52 минути

Специализиран екип транспортира дрона към Военноморска база – Бургас

„Отговорни на пътя“, еп. 3: Най-застрашените участници на колела

„Отговорни на пътя“, еп. 3: Най-застрашените участници на колела

Технологии Преди 1 час

Мъртвата зона и как един поглед в огледалото спасява човешки живот, продължаваме кампанията за пътна безопасност с тема, посветена на мотористите, които някои наричат с презрителното „донори“

Световната банка очаква взрив на безработицата след войните

Световната банка очаква взрив на безработицата след войните

Свят Преди 1 час

Военният конфликт между САЩ, Израел и Иран засенчва краткосрочно останалите икономически предизвикателства

Мъж запали жена си в Силистренско и умря

Мъж запали жена си в Силистренско и умря

България Преди 1 час

След деянието мъжът е открит починал на балкона на жилището

Владетелят, който си изми ръцете: Кой е бил в действителност Пилат Понтийски?

Владетелят, който си изми ръцете: Кой е бил в действителност Пилат Понтийски?

Любопитно Преди 1 час

Бил ли е римският префект на Юдея безмилостен тиранин или нерешителен съдия, притиснат да осъди Исус? Вижте малко известни факти за живота и мистериозната съдба на човека, който си изми ръцете

Най-умните зодии - класация на гениите в астрологията

Най-умните зодии - класация на гениите в астрологията

Любопитно Преди 1 час

Астролозите са съставили класация на най-умните зодиакални знаци, известни със своето аналитично мислене и интуиция

<p>Нападение срещу товарен кораб в Оманския залив</p>

Два снаряда удариха търговски кораб в Оманския залив

Свят Преди 2 часа

Британската агенция UKMTO съобщи за нападение срещу товарен кораб на 112 мили от Рас ал Хад. На борда е избухнал пожар, а пакистански военен съд е оказал помощ. Извършителят на атаката в стратегическия район все още не е идентифициран

Мистериозна болест в Бурунди мобилизира СЗО: Лекарите търсят непознат патоген

Мистериозна болест в Бурунди мобилизира СЗО: Лекарите търсят непознат патоген

Свят Преди 2 часа

Докато Световната здравна организация разследва десетки случаи със симптоми на кървене и треска, лекарите остават без отговор за произхода на патогена. Вижте какво се знае за новата здравна заплаха в Източна Африка и защо първите тестове озадачиха експертите

Надежда в Чернобил: Бели щъркели се завърнаха в призрачния град

Надежда в Чернобил: Бели щъркели се завърнаха в призрачния град

Свят Преди 2 часа

Учените от резервата отбелязват, че през последните две десетилетия щъркели в града са могли да се наблюдават само по време на миграция — те не са се задържали за дълго

Проверяват 7 държавни болници заради цени на скъпоструващи лекарства

Проверяват 7 държавни болници заради цени на скъпоструващи лекарства

България Преди 2 часа

Четири от тях са в София и три в провинцията

Панагюрското златно съкровище се завърна у дома

Панагюрското златно съкровище се завърна у дома

България Преди 2 часа

То ще остане в Панагюрище до 18 май

БАБХ спря за месец над 370 тона храни от трети страни

БАБХ спря за месец над 370 тона храни от трети страни

България Преди 3 часа

Най-голям дял сред тях заемат доматите - над 110 тона

Почина една от последните звезди от „Магьосникът от Оз“

Почина една от последните звезди от „Магьосникът от Оз“

Свят Преди 3 часа

Холивуд скърби за Валери Лий, която почина на 94 години. Едва 6-годишна, тя изигра ролята на Мънчкин в „Магьосникът от Оз“ (1939), танцувайки до Джуди Гарланд