Vai sajukums par neko? Nu, jūs neesat smieklīgs: daži atomi var veidot faktiskas saites ar “neko”.
Kaut arī tipiskai ķīmiskai saitei vajadzīgas divas vienības, ir viena veida atoms, kas varētu saistīties ar “spoku” atomiem vai tiem, kas neeksistē, saskaņā ar jaunu rakstu, kas publicēts 12. septembrī žurnālā “Physical Review Letters”.
Tāpat kā mūsu Saules sistēmas planētas riņķo ap sauli, elektroni riņķo ap atoma kodolu. Jo tālāk ir viņu orbīta, jo augstāka ir elektronu enerģija. Bet ar enerģijas palielināšanu elektroni bieži var lēkt orbītā - un daži noiet to tālu.
Ridberga atomiem ir viens elektrons, kas lec uz tālu orbītā, tālu prom no kodola. "Būtībā jebkurš periodiskās tabulas atoms var kļūt par Ridberga atomu," Live Science pastāstīja vecākais autors Kriss Grēns, izcils fizikas un astronomijas profesors Purdue universitātē. Viss, kas nepieciešams, ir spīdēt lāzeru uz atoma, piešķirot tā elektroniem mazliet enerģijas.
Ridberga atomi "no ķīmijas viedokļa ir neparasti", sacīja Grēna. Tas ir tāpēc, ka uzbudinātais elektrons, kas ir lēcies ļoti tālu no atoma kodola, var atkal un atkal sadurties ar tuvu esošā zemes stāvokļa atomā esošu elektronu - vai tādu, kurā visi tā elektroni ir viszemākajā iespējamajā enerģijas stāvoklī. Katru reizi, kad tas saduras, tas pamazām piesaista zemes stāvokļa atomu, galu galā ieslodzot to tā sauktajā trilobīta saitē.
"Šī ļoti niecīgā mijiedarbība ar tālu atomu", var mijiedarboties ar Ridberga atomu tā, ka iegūtā molekula izskatās kā izmirušo posmkāju fosilija, ko sauc par trilobītiem, sacīja Grīna.
Tika prognozēts, ka trilobīta molekulas eksistē 2000. gadā, un eksperimentāli tika novērotas 15 gadus vēlāk. Bet tagad Grēns un viņa komanda prognozē, ka ir veids, kā "pievilināt" Ridberga atomu, lai izveidotu saikni ar, nu, neko.
Viņiem bija jādara tikai skulptūru veidošana.
Tīri teorētiskā eksperimentā komanda izmantoja datora algoritmu, lai izdomātu elektrisko un magnētisko impulsu secību, ko viņi varētu piemērot Ridberga ūdeņraža atomam, to veidojot tā, lai veidotu trilobīta saiti.
Katra elektriskā impulsa laikā Rydberga ūdeņraža atoma elektronu orbitāli var izstiepties; un katra magnētiskā impulsa laikā to var savīt nedaudz, sacīja Grēna.
"Nedaudz pārsteidzoši, ka starpposmos, pirms galīgais impulss tiek piemērots atomam, saistošā elektrona stāvoklis nemaz neizskatās ļoti līdzīgi trilobīta stāvoklim," sacīja Grēna. "Tas nonāk asā fokusā tikai kā vēlamais stāvoklis pēdējā impulsa beigās."
Viņu aprēķini parādīja, ka līdzīgi kā zirneklis, kas izšauj tīmekli tukšā telpā, Ridberga atoms var veidot trilobīta saiti ar “spoku” atomu.
"Elektrons uzvedas tieši tā, it kā tas būtu saistīts ar atomu, bet nav atoma, pie kura varētu saistīties," sacīja Grēna. Un tas to dara ļoti virzienveidīgi, kas nozīmē, ka tas norāda uz gandrīz precīzu vietu kosmosā, kur tas būtu saistīts ar zemes stāvokļa atomu. Viņi secināja, ka šai saiknei ar neko nav jāpaliek vismaz 200 mikrosekundēm.
"Mēs esam diezgan pārliecināti," ka tas būtu taisnība, ja viņi to izmēģinātu eksperimentāli, sacīja Grēna. Bet, lai tas eksperimentāli noturētu patiesību, pētniekiem būs jāizdomā, kā sinhronizēt impulsus un bloķēt ārējos laukus, kas varētu būt lieli šķēršļi, lai nodzēstu, saskaņā ar Amerikas fizikālo biedrību.
Grīna cer noskaidrot, vai ir arī citi veidi, kā "pievilināt" elektronus, lai izveidotu saites ar neko, piemēram, izmantojot mikroviļņus vai ātrus lāzera impulsus. Viņam ir aizdomas, ka šie atomi, kas nav saistīti ar neko, varētu uzvesties savādāk, ja viņus pamudina veikt ķīmiskas reakcijas.
