Физики впервые сняли взаимодействие атомов — Naked Science
4 минуты
Редакция

Физики впервые сняли взаимодействие атомов

Американские ученые рассмотрели поведение отдельных атомов в решетке и выяснили, почему нам не удается создать высокотемпературные полупроводники.

atoms
©Wikipedia

Если попытаться рассмотреть атомы сквозь сверхмощный микроскоп, мы ничего не увидим: они перемещаются на огромной скорости, сливаясь в неразличимый туман. Чтобы что-нибудь рассмотреть, ученым Массачусетского технологического института (MIT) пришлось охладить атомы калия до температуры практически абсолютного нуля и, как только тепловое движение почти остановилось, – «рассадить» их по ячейкам оптической решетки. Такую систему создает интерференция пересекающихся лазерных лучей: энергетические пики и минимумы интерференционной картины – как нити и ячейки сети, в которые и «усаживаются» отдельные частицы. Лишь затем ученые сделали несколько сотен снимков под атомно-силовым микроскопом.

 

В статье, опубликованной журналом Science, авторы сообщают, что в участках решетки (обычно по краям), где атомы калия располагались довольно разреженно, они сохраняли определенное приличное расстояние друг между другом. Зато в более плотных скоплениях ближе к центру решетки они буквально слипались друг с другом, как близко поднесенные друг к другу магниты. И действительно: при этом атомы ориентировались так, чтобы их противоположные заряды чередовались.

 

В интервью пресс-службе MIT один из авторов работы Марк Цвирлайн (Martin Zwierlein) предлагает сравнить это поведение с человеческим. Например, в плотно населенных городах люди совершенно спокойно живут буквально на голове друг у друга. Зато где-нибудь в менее населенной местности на каждого приходится много пустого пространства.

 

На самом деле, работа была проведена для проверки некоторых аспектов работы принятой сегодня теоретической модели Бозе – Хаббарда, которая описывает взаимодействие бозонов и электронов на пространственной решетке и важна для понимания работы сверхпроводящих материалов. Сами электроны невозможно увидеть даже при температуре, близкой к абсолютному нулю, и атомы калия послужили ученым доступной для наблюдений моделью. По мнению Цвирлайна и его коллег, такое необычное «слипание» атомов при достаточно высокой плотности может отражать поведение электронов при комнатной температуре и с этим явлением могут быть связаны трудности в создании высокотемпературных сверхпроводников.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 15:09
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

Вчера, 21:37
8 минут
Мария Азарова

Исследование показало, что цитотоксические Т-клетки (Т-лимфоциты) опосредуют вызванное физическими нагрузками замедление роста опухоли.

Вчера, 12:18
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Вчера, 12:18
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Вчера, 15:09
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

Вчера, 21:37
8 минут
Мария Азарова

Исследование показало, что цитотоксические Т-клетки (Т-лимфоциты) опосредуют вызванное физическими нагрузками замедление роста опухоли.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: