19.10.2020
Денис Гордеев
3 793

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, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 21:28
Мария Азарова

По словам ученых из США, это первое исследование, в котором физическая утомляемость у пожилых людей рассматривается как показатель более ранней смертности от всех причин.

Позавчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

Позавчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

Вчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[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
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: