Физики нашли возможность создать «призрачные соединения» с одним атомом водорода — Naked Science
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, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

8 часов назад
Мария Азарова

Проект назвали в честь Галилео Галилея — итальянского ученого эпохи Возрождения, который задействовал разработанный им телескоп для наблюдения за астрономическими объектами, такими как луны Юпитера, кратеры спутника Земли и кольца Сатурна. Пока программа получила финансирование в 1,75 миллиона долларов, но возглавляющий ее профессор Ави Леб надеется на большее.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: