Физики впервые изучили зептосекундный процесс — Naked Science
19.10.2020
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, 11:44
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Позавчера, 19:40
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

Вчера, 19:09
Василий Парфенов

Современная Красная планета представляет собой суровую безжизненную пустыню, однако геологические данные показывают, что некогда воды там было едва ли не больше, чем на Земле. Причин, по которым Марс потерял почти все необходимые для развития жизни ресурсы, предлагалось немало. Но теперь ученые обнаружили надежную корреляцию между размерами небесного тела и его способностью удерживать летучие вещества.

Вчера, 11:44
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Позавчера, 19:40
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

19 сентября
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: