За първи път са показани електронни орбитали в 3D

Наука ОFFNews Последна промяна на 07 October 2015 в 11:29 3869 0

Кредит Forschungszentrum Jülich
Триизмерната структура на орбитала може да бъде реконструирана от експерименти при различни фотонни енергии.

Електронни орбити в три измерения -  нещо, което преди това се смяташе за невъзможно - за първи път показаха учени от Германия и Австрия.

Това бе съобщено от изследователския център Юлих (Forschungszentrum Jülich), а резултатите от постижението са публикувани в Nature Communications.

Новината наистина изглежда неправдоподобна. 

В квантовата физика, електроните се държат както като частици, така и като вълни. 

Характеристиките на вълната може да се опишат чрез функция на пространствена вълна. Електроните не се движат около ядрото на атома по орбити, подобно на планети около Слънцето, а в облаци, наречени орбитали.

"Орбиталите съдържат информация за пространственото разпределение на електроните с определена енергия. Ако те са известни, всички съответни свойства на материала могат да бъдат получени," обяснява проф. Peter Puschnig от университета в Грац. Но законите на квантовата механика забраняват прякото наблюдение на това, как електронът се разпространява като вълна.

През 2004 г. физици от Канада и Япония успяха да заобиколят забраната и предложиха непряко наблюдение на орбитите на проста двуатомна молекула. Десет години по-късно, екип от учени от Университета в Грац и изследователски център Юлих усъвършенстват метода и използвайки фотоелектронна спектроскопия успяха да наблюдават орбитали на по-сложни молекули, но само в две измерения.

Настоящото постигането на същия екип се състои в това, че са създали по-съвършен метод, с който може да се наблюдават електронните орбити в обем. Експериментът се състои в измерване на фотони с различни енергии. Информацията за тях се записва по същия начин, сякаш камерата снима един обект, променяйки фокуса. Необходимо е било дълго време, за да се комбинира информацията за атома и да се създаде пространствен образ на орбиталите. Проблемът бил в преброяването на фотоните като за целта учените използвали детектора в синхротрона (Metrology Light Source - MLS) в Берлин. Това е един от малкото инструменти в света, който прецизно е калиброван за броене на фотони.

Така изследователите успели да наблюдават вълнова функция, която според законите на квантовата механика, се счита за ненаблюдаема.

Освен това, този експеримент показа, че електроните, излъчвани от източник, могат да бъдат описани по същия начин както свободните електрони - идея, отхвърлена преди почти половин век.

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !