Физики нашли возможность создать «призрачные соединения» с одним атомом водорода — Naked Science
18.09.2018, 14:04
5 минут
Редакция

Физики нашли возможность создать «призрачные соединения» с одним атомом водорода

Ученые из Университета Пердью разработали гипотезу, согласно которой химические соединения можно воспроизводить всего с одним атомом вместо двух.

atoms-in-a-molecule_10241

Можно ли создать химическое соединение всего с одним атомом вместо привычных двух? Звучит так, будто это противоречит законам науки — все равно что аплодировать одной рукой, — но ученые предполагают, что открыли способ для осуществления такого феномена.

 

В центре этого подхода находятся ридберговские атомы, содержащие один электрон в очень возбужденном состоянии. Эти атомы обычно считаются половиной особого типа двухатомных соединений — так называемых трилобитных молекул, обладающих довольно крупными размерами из-за расширенной орбиты того самого активного электрона. Дальняя электронная орбита, будучи ключевой составляющей трилобитных молекул, также позволяет ридберговским атомам водорода «связываться» с точкой в пустом пространстве. Об этом исследователи утверждают в работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters. Такая связь с буквально ничем длится очень короткое время, но может открыть новые способы для изменения множества химических реакций.

 

«Мы предполагаем, что она продолжается несколько сотен микросекунд, а в холодных условиях — даже дольше», — утверждает Мэтью Эйлес из Университета Пердью в Индиане.

 

Предложенная схема трилобитной молекулы / © Purdue University

 

Эйлес и его команда описывают новые связи как «призрачные соединения»: одинокий, возбужденный электрон, по сути, обманом заставляют закрепиться там, где он бы закрепился при наличии второго атома. Этого можно достичь посредством направления чередующейся последовательности электрических и магнитных импульсов на атом, при этом удерживая электрон в десятках нанометров от ядра.

 

Однако пока это всего лишь гипотеза: ученые еще не добились ни одного «призрачного соединения», но провели вычисления и рассчитали модели, предполагающие, что это может быть реально в лабораторных условиях.

 

«Считаю, это и правда можно сделать, — говорит Йоханнес Вильгельм Дейглмайр из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе. — Было бы очень здорово это увидеть».

 

Исследователи также предполагают, что можно воспроизвести и куда более «экзотические» призрачные состояния посредством осторожных манипуляций ридберговскими атомами. Это может найти применение даже в квантовой механике: например, для создания квантовых гейтов — простейшей квантовой схемы. Все, что изменяет работу химических реакций на фундаментальном уровне — от использования света для их создания и разрушения до создания соединений всего с одним атомом, — потенциально может открыть целый спектр новых возможностей.

 

Если говорить только о гипотезе, то все цифры в ней точны — и создание соединений из одного атома реально. Следующий шаг — выяснить, можно ли достичь таких результатов в настоящем лабораторном эксперименте.

Вчера, 10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

Вчера, 19:56
5 минут
Полина Гершберг

Проблемы в младенчестве могут влиять на способность к произвольному контролю как минимум до младших классов.

11 ноября
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

Вчера, 10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

9 ноября
49 минут
Александр Березин

На Западе набирает обороты очередная инициатива по массовой посадке деревьев — TeamTrees. К ней присоединился даже Илон Маск, сменив свое имя в твиттере на Трилон Маск. Считается, что массовые посадки помогут в борьбе с глобальным потеплением. Как мы покажем ниже, на самом деле, все может быть ровно наоборот.

11 ноября
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[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: