Физики нашли возможность создать «призрачные соединения» с одним атомом водорода — Naked Science
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
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

Сегодня, 09:00
4 минуты
Сергей Васильев

Очередной интерфейс мозг — компьютер от консорциума BrainGate регистрирует сигналы моторной коры, превращая их в буквы на скорости 16 слов в минуту.

11 часов назад
3 минуты
Ольга Иванова

Причем древние породы оказались менее чувствительны к отношениям с владельцем, чем молодые.

Позавчера, 08:45
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Вчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[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: