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
САЩ започнаха разследване на някои от най-големите си търговски партньори

САЩ започнаха разследване на някои от най-големите си търговски партньори

Свят Преди 16 минути

Това се случва след като Върховният съд отмени стратегическа линия в политиката по митата на президента Доналд Тръмп миналия месец

<p>МВнР с важна информация за българите, пътуващи от и до Белгия</p>

Национална стачка в Белгия парализира транспорта, МВнР с важни указания

България Преди 45 минути

Очаква се стачните действия да окажат влияние и върху фериботните услуги в страната

Наука, медали и вдъхновение в изложбата „Фантастични умове“

Наука, медали и вдъхновение в изложбата „Фантастични умове“

Любопитно Преди 1 час

Експозицията беше открита в понеделник (9 март) в присъствието на ученици, преподаватели и представители на местната власт

Топ 5 продукта, които свършват първи в началото на сезона

Топ 5 продукта, които свършват първи в началото на сезона

Любопитно Преди 1 час

Най-добрият начин да избегнеш дефицитите…е като ги предвидиш!

Трикът на диетолозите, който спасява сърцето и сваля кръвното

Трикът на диетолозите, който спасява сърцето и сваля кръвното

Любопитно Преди 1 час

След бума на протеините и фибрите, специалистите прогнозират „годината на омега мастните киселини“ – жизненоважен елемент, който 76% от хората по света не си набавят в достатъчни количества

ВВС на България и Гърция провеждат съвместни тренировъчни полети

ВВС на България и Гърция провеждат съвместни тренировъчни полети

България Преди 1 час

Целта е усилването на системата за контрол и охрана на въздушното пространство

Ескалация в Персийския залив: Поредица от атаки срещу търговски кораби

Ескалация в Персийския залив: Поредица от атаки срещу търговски кораби

Свят Преди 1 час

Контейнеровоз е ударен край ОАЕ, докато напрежението между Иран, САЩ и Израел води до блокиране на корабоплаването в Ормузкия проток и рекорден скок на цените на петрола

Нов скок в цените на петрола на фона на ирански атаки срещу танкери

Нов скок в цените на петрола на фона на ирански атаки срещу танкери

Свят Преди 1 час

"Брент" се повиши с над 9% до 101,59 долара за барел, а WTI достигна малко под 96 долара

Без секс и алкохол: Какво всъщност прави поколението Z в спалнята?

Без секс и алкохол: Какво всъщност прави поколението Z в спалнята?

Любопитно Преди 1 час

Докато предишните поколения залагаха на свободната любов, днешните младежи предпочитат да са сами. Високите стандарти в социалните мрежи и стремежът към успех убиват желанието за близост, оставяйки секса на заден план за сметка на съня

<p>Сметката расте: Колко са похарчили САЩ за първите шест дни на войната с Иран</p>

Сметката расте: САЩ са похарчили над 11 млрд. долара за първите шест дни на войната

Свят Преди 1 час

Администрацията на Тръмп е представила данните на закрит брифинг за сенатори

Пианист от Москва и мениджър от завод: Как украинските бежанци промениха Латвия

Пианист от Москва и мениджър от завод: Как украинските бежанци промениха Латвия

Свят Преди 2 часа

Латвия е сред десетте страни в ЕС, приели най-голям брой украински бежанци спрямо броя на населението си

Енергиен ход срещу кризата: САЩ освобождават 172 млн. барела петрол

Енергиен ход срещу кризата: САЩ освобождават 172 млн. барела петрол

Свят Преди 2 часа

Целта е да се ограничи рязкото покачване на цените на суровината на световните пазари

Самоуката Бояна беше елиминирана от Кухнята на Ада

Самоуката Бояна беше елиминирана от Кухнята на Ада

Любопитно Преди 3 часа

Кирил от Сливово стана част от отбора на Червените

Тръмп: Спечелихме войната с Иран, но не искаме да си тръгваме преждевременно

Тръмп: Спечелихме войната с Иран, но не искаме да си тръгваме преждевременно

България Преди 3 часа

Той заяви, че САЩ ще останат в битката, за да довършат започнатото