Квантовый автопортрет

Это звучит столь же ирреальный как встреча себя на метро: В молекуле орбиталь, содержащая пару электронов, может столкнуться с собой. Столкновение производит свет, и теперь физики использовали тот свет для генерации лучшего изображения все же такой орбитали.

Электроны в атомах и молекулах не путешествуют на непрерывных траекториях как планеты вокруг звезды. Вместо этого они населяют подобные облаку орбитали — квантовые волны, дающие вероятность нахождения электрона в различных местах. Атомы и молекулы имеют многократные орбитали, каждого с отличной энергией. Электроны набиваются в них, два электрона за орбиталь, от самой низкой энергии вверх. Форма и размер самых высоких занятых орбиталей определяют, как молекула связи к другим молекулам и исследователи может вычислить те формы для простых молекул. Те вычисления являются менее бесспорными для более сложных молекул, однако, и у исследователей есть немного методов, могущих орбитали изображения непосредственно.

Теперь, Дэвид Вильнев и Пол Коркум из Национального исследовательского совета Канады в Оттаве и коллег сообщают, что орбиталь может привыкнуть к самому изображению. Уловка должна использовать пульс лазерного света, длящегося только несколько миллионных частей наносекунды, чтобы разделить часть орбитали от молекулы и затем ускорить его назад к нему. Две части орбитального переобъединения. Но возвращение укусило, получил энергию, и что избыточная энергия появляется во вспышке света. Как тень, свет передает информацию об орбитали, как замечено по одному направлению. Путем щипания внешней орбитали молекулы азота от 19 различных углов исследователи соединили изображение, подтвердившее его форму гантели, они сообщают в выпуске 16 декабря Природы.

«Это — абсолютно красивая работа», говорит Джон Марангос, физик в Имперском Колледже, Лондон. Метод для производства 3-мерной орбитали от 2-мерных «теней» является по существу тем, привыкшим к в медицинских снимках компьютерной томографии, отмечает он. Хенрик Штапелфелдт, физический химик в Орхусском университете в Дании, добавляет, что в принципе лазерный пульс так быстр, метод должен быть в состоянии отследить орбитали, как они изменяются во время химических реакций. «Если Вы видели, что молекулярные связи ломались и преобразовывались», говорит он, «это было бы фантастически».

Добавить комментарий