Физики впервые сняли взаимодействие атомов — Naked Science
19.09.2016
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, 20:38
Илья Ведмеденко

Российские судостроители спустили на воду головное скоростное пассажирское судно на подводных крыльях «Метеор 120Р». Предполагается, что оно ни в чем не уступает зарубежным аналогам.

4 часа назад
Мария Азарова

Канадские ученые выяснили, что у больных с коронавирусом значительно повышен уровень белка галектина-9 в плазме крови. Они также обнаружили корреляцию между концентрациями Gal-9 и провоспалительными цитокинами, высвобождение которых приводит к цитокиновому шторму.

Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

1 августа
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

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: