Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
19.10.2020
Денис Гордеев
3 893

Физики впервые изучили зептосекундный процесс

5.8

Исследователи рассчитали время, за которое фотон проходит от одного атома до другого в молекуле водорода.

Картина интерференции слегка смещена
Фотон (желтый, слева) генерирует электронные волны (серые) в молекуле водорода (атомы обозначены красным. Картина интерференции слегка смещена, что позволяет рассчитать, сколько времени требуется фотону, чтобы пройти от одного атома к другому / Sven Grundmann, Goethe University Frankfurt

В 1999 году египетский химик Ахмед Зевейл получил Нобелевскую премию за измерение скорости, с которой молекулы меняют свою форму. Зевейла можно назвать основателем фемтохимии — раздела физической химии, который изучает процессы на очень коротких временных интервалах фемтосекундного порядка (фемтосекунда — это 10-15 с или же одна миллионная одной миллиардной доли секунды).

Теперь же физики из Университета Гете во Франкфурте впервые изучили процесс еще более кратковременного порядка. Они определили, сколько времени требуется фотону, чтобы пересечь молекулу водорода. Это самый короткий промежуток времени, который был успешно измерен на сегодня. Статья о работе ученых опубликована в Science.

Исследователи облучали молекулы водорода рентгеновским лазером. Уровень энергии лучей откалибровали так, чтобы одного фотона было достаточно для выбивания обоих электронов из молекулы водорода. Поскольку электроны ведут себя как частицы и волны одновременно, выброс первого электрона приводит к запуску электронных волн сначала в одном, а затем во втором атоме молекулы водорода спустя очень короткий промежуток времени.

Фотон в этом случае ведет себя словно плоский камешек, пущенный «жабкой» и ударившийся о воду дважды. Когда впадина перед первой волной встречается с гребнем второй, эти волны нейтрализуют друг друга, формируя так называемую интерференционную картину.

Ученые измерили интерференционную картину первого выброшенного электрона с помощью специального реакционного микроскопа, который позволяет рассмотреть сверхбыстрые процессы в атомах и молекулах. Этот прибор также помог определить ориентацию молекулы водорода.

В совокупности это позволило точно рассчитать время, за которое фотон проходит всю молекулу водорода: около 247 зептосекунд (247*10-21 с) для средней длины связи. Ученые надеются, что их методика будет применима и для изучения более сложных молекул.

Ранее мы сообщали, что физики открыли новый магнитоэлектрический эффект в неожиданном материале, у которого наличия подобных свойств даже не предполагали, а инженеры из компании Google провели первую квантовую симуляцию химической реакции.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 17:18
Сергей Васильев

Интерферометр, плечи которого разнесены по разным континентам Земли, сможет увидеть рождение первых звезд во Вселенной и заметить работу радаров на далекой экзопланете, где, возможно, есть жизнь.

Вчера, 08:45
Сергей Васильев

Присутствие темной материи должно влиять на энергетические состояния обычных атомов и частиц. Поэтому заметить ее наличие могут атомные часы. А чтобы это влияние было более заметным, их можно отправить поближе к Солнцу, где плотность темной материи максимальна.

Позавчера, 09:22
Василий Парфенов

Аббревиатура ЖКХ хорошо знакома каждому россиянину. За ней скрывается целый спектр привычных образов. При этом цифровизация и применение искусственного интеллекта в этом контексте вспоминаются далеко не первыми. Сфера коммунальных услуг не чужда высоким технологиям, просто они не всегда заметны пользователю. Naked Science рассказывает, как искусственный интеллект, большие данные, нейросети и машинное обучение делают городскую инфраструктуру надежнее и эффективнее.

2 декабря
Алиса Гаджиева

Серию секретных рисунков и надписей, добавленных таинственной женщиной-переписчицей, обнаружили в рукописи возрастом более 1200 лет.

Позавчера, 13:24
Александр Березин

Глава Daimler Мартин Даум и Билл Гейтс в разное время, но вполне единодушно отмечали, что законы физики делают грузовую фуру — ключевой элемент современных перевозок — несовместимой с чистой электротягой. Многотонная батарея отнимает слишком много пространства и веса у коммерческого груза, поэтому проекты Tesla Semi Дауму и Гейтсу представлялись «непрактичными». А теперь Илон Маск наконец начал поставки этого грузовика — и просачивающиеся данные о его реальной массе показывают, что Гейтс и Даум ошибались. Как Маску удалось то, что все в один голос считали настолько невозможным, что никто даже не попытался составить ему конкуренцию? И почему это изменит мир вокруг нас?

2 декабря
Анна Новиковская

Найти лекарство от старости — заветная мечта человечества, но вполне может оказаться, что для мужчин и для женщин их придется разрабатывать по отдельности. Во всяком случае, один из самых многообещающих антивозрастных препаратов, рапамицин, по-разному воздействовал на самцов и самок дрозофил, продлив жизнь одним и не повлияв на других.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

2 декабря
Алиса Гаджиева

Серию секретных рисунков и надписей, добавленных таинственной женщиной-переписчицей, обнаружили в рукописи возрастом более 1200 лет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: