Фізики сфотографували атом водню - atomГрупа вчених з Німеччини, Греції, Нідерландів, США та Франції отримала знімки атома водню. На цих зображеннях, отриманих за допомогою фотоіонізаціонного мікроскопа, видно розподіл електронної щільності, який повністю збігається з результатами теоретичних розрахунків. Робота міжнародної групи представлена на сторінках Physical Review Letters.

Суть фотоіонізаціонного методу полягає в послідовній іонізації атомів водню, тобто в відриванні від них електрона за рахунок електромагнітного опромінення. Відокремилися електрони направляються на чутливу матрицю через позитивно заряджене кільце, причому положення електрона в момент зіткнення з матрицею відображає положення електрона в момент іонізації атома. Заряджена кільце, що відхиляє електрони в сторону, грає роль лінзи і з його допомогою зображення збільшується в мільйони разів.

Цей метод, описаний в 2004 році, вже застосовувався для отримання «фотографій» окремих молекул, проте фізики пішли далі і використовували фотоіонізаціонний мікроскоп для дослідження атомів водню. Оскільки попадання одного електрона дає всього одну точку, дослідники накопичили близько 20 тисяч окремих електронів від різних атомів і склали усереднене зображення електронних оболонок.

Відповідно до законів квантової механіки, електрон в атомі не має якогось певного положення сам по собі. Лише при взаємодії атома з зовнішнім середовищем електрон з тією чи іншою ймовірністю проявляється в деякій околиці ядра атома: область, в якій ймовірність виявлення електрона максимальна, називається електронною оболонкою. На нових зображеннях видно відмінності між атомами різних енергетичних станів; вчені змогли наочно продемонструвати форму передвіщених квантовою механікою електронних оболонок.

За допомогою інших приладів, скануючих тунельних мікроскопів, окремі атоми можна не тільки побачити, але і перемістити в потрібне місце. Ця техніка близько місяця тому дозволила інженерам компанії IBM намалювати мультфільм, кожен кадр якого складний з атомів: подібні мистецькі експерименти не мають якогось практичного ефекту, але демонструють принципову можливість маніпуляцій з атомами. У прикладних цілях використовується вже не поатомна збірка, а хімічні процеси з самоорганізацією наноструктур або самообмеженням зростання одноатомних шарів на підкладці.

За матеріалами Lenta.ru

Від Педагогічна Преса

Керівник порталу

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *