Физики впервые изучили зептосекундный процесс — Naked Science
4 минуты
Денис Гордеев

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.
Вчера, 18:50
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

Вчера, 19:26
10 минут
Мария Азарова

Исследование предоставило доказательства более плохого состояния костей тех, кто придерживается веганской диеты. Также исследователи обнаружили комбинацию биомаркеров, связанных с питанием, которые могут способствовать здоровью костной ткани.

Вчера, 18:20
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

2 марта
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

2 марта
5 минут
Сергей Васильев

Моделирование показало, что через миллиард лет атмосфера нашей планеты переживет резкие изменения и потеряет весь свой кислород, отбросив жизнь к древнейшим анаэробным формам.

Вчера, 07:05
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: