Kalio atomo viduje – Trojos asteroidai

Iki 1mm „išpūsto“ kalio atomo viduje fizikai suprojektavo tikslų Saulės sistemos fragmentą. Tokio triuko tyrėjai ėmėsi, siekdami pademonstruoti intriguojančias kvantinės ir klasikinės fizikos sąsajas, kurias XX a. pradžioje numatė dar Nilsas Boras (Niels Bohr).

Vaizdinys, jog elektronai aplink atomo branduolį sukasi tiksliomis orbitomis, nelyginant nanolygmens rutuliukai-planetėlės aplink žvaigždę, paseno. Kvantinė subatominių dalelių prigimtis ir jų dualumas (elektronas – vienu metu yra ir dalelė, ir banga) sąlygoja, jog elektronai erdvėje aplink atomo branduolį susilieja į sunkiai nusakomą ir įsivaizduojamą darinį, o fizikams belieka svarstyti apie tikimybę aptikti elektroną viename ar kitame tos erdvės taške.

Vis dėlto, kaip paaiškėjo, esant tam tikroms aplinkybėms elektroną galima priversti „bėgioti“ aplink branduolį beveik taip pat, kaip aplink savo žvaigždes „bėgioja“ planetos – kitaip tariant, elektroną įmanoma lokalizuoti, nepažeidžiant atomo sistemos dalių sąryšių.

Jungtinės Raiso universiteto (JAV), Vienos technologinio universiteto (Austrija) ir Okridžo nacionalinės laboratorijos (JAV) mokslininkų pajėgos ultravioletinių spindulių lazeriu sukūrė Ridbergo atomą (angl. – „Rydberg atom“) – atomą, kuriame elektronas energiniu požiūriu buvo itin sužadintas.

Elektrinio lauko impulsais mokslininkai nuslopino banginę elektrono funkciją – dalelė virto lokalizuotu bangos paketu, išoriškai primenančiu kablelį („kablelio“ pakraščiai žymėjo ribas erdvės, kurioje galima aptikti elektroną). Būdamas tokios būklės, elektronas sukosi aplink atomo branduolį, tiesa, labai trumpai.

O fizikai norėjo priversti jį „sukti ratus“ aplink atomą nuolatos – ir dar taip, jog pats atomas nebūtų suardytas. Kaip informuoja PhysOrg.com, tyrėjai atomą paveikė specifiniu elektriniu lauku, kuris pagavo lokalizuotąjį elektroną (minėtąjį „kablelį“) ir išprovokavo jį aplink atomo branduolį suktis sinchroniškai. Kitu elektriniu impulsu buvo užfiksuota momentinė tokios egzotiškos sistemos „fotografija“.

Tiesa, analizės metu Ridbergo atomas suirdavo. Tačiau sujungus dešimčių tūkstančių tokių bandymų duomenis, fizikai pademonstravo, jog lokalizuotas elektronas „elgiasi“ lygiai taip pat, kaip... Jupiterio trojėnai (Trojos asteroidai).

Trojėnai yra įsikūrę Jupiterio orbitos Lagranžo taškuose (juose nėra gravitacinio planetos poveikio), o visų jų kartu sudėtos trajektorijos sudaro du „kablelius“, kurie lenkia dujinę planetą ir nuo jos atsilieka maždaug puse Jupiterio kelio aplink Saulę.

Nors asteroidų ir planetų judėjimą aprašo klasikinė mechanika, sutapimas čia nėra atsitiktinis. Kvantinės fizikos pionieriumi laikomas legendinis danų fizikas Nilsas Boras dar 1920 m. numatė esant sąsajų tarp Niutono dėsnių ir kvantinės fizikos.

„N. Boras numatė, jog tam tikrų išmatavimų sistemoms taikoma kvantinė-mechaninė fizinio pasaulio samprata sutaps su klasikine Niutono mechanikos samprata, - tvirtina tyrėjų grupės vadovas Baris Daningas (Barry Dunning). – Maža to, N. Boras nurodė sąlygas, kurioms esant tokį atitikimą būtų galima stebėti. Pavyzdžiui, toks atitikimas turėtų pasireikšti atomuose su didele pagrindinio kvantinio skaičiaus (angl. – „principal quantum number“) reikšme.“

Būtent šią N. Boro įžvalgą ir patvirtino eksperimento autoriai. Jų bandymuose pagrindinis kvantinis elektrono skaičius Ridbergo atome siekė nuo 300 iki 600.

„Šitaip intensyviai sužadinti kalio atomai būna šimtus tūkstančių kartų didesni nei įprastai – savo dydžiu toks atomas prilygsta sakinio gale dedamam taškui, - aiškina B. Daningas. – Tokiu būdu jie tampa puikiais kandidatais patvirtinti N. Boro prognozes. Kitaip tariant, kaip Ridbergo atome bangos paketą užvaldo elektrinio branduolio lauko ir išorinių bangų derinys – taip Trojos asteroidus kontroliuoja bendras Saulės ir Jupiterio gravitacinis laukas.“

Išsamiau susipažinti su eksperimento eiga ir rezultatais galima „Physical Review Letters“ publikacijoje. Jos autoriai ateityje ketina pamėginti lokalizuoti ir priversti sukti ratus aplink branduolį išsyk du elektronus.



NAUJAUSI KOMENTARAI

  • Skelbimai
  • Pranešk
    naujieną
  • Portalo
    svečias
  • Klausk
    specialisto
  • Diskusijos
  • Orai
  • TV
    programa
  • Pažintys
  • Žaidimai
  • Horoskopai
  • Naujienlaiskis
  • RSS
  • Facebook
  • Twitter

Galerijos

  • Vaizdo plokščių deficitą nulėmė virtuali valiuta?
    Vaizdo plokščių deficitą nulėmė virtuali valiuta?

    Spartus populiarių virtualių valiutų tokių, kaip „Bitcoin“ ir „Ethereum“ kurso augimas pastaraisiais mėnesiais sukėlė milžinišką susidomėjimą jų gavimu – „mainingu“, o pastarasis sukėlė didelę įr...

  • Indijoje į kosmosą paleistas lietuviškas palydovas
    Indijoje į kosmosą paleistas lietuviškas palydovas

    Penktadienio rytą iš Indijos su raketa į orbitą turėtų išskrieti Vilniaus universiteto (VU) mokslininkų ir bendrovės „NanoAvionics“ sukurtas palydovas „Lituanica SAT-2“. ...

  • Telefonas „LG G6“: patogus ekranas ir puiki kamera
    Telefonas „LG G6“: patogus ekranas ir puiki kamera

    Ko gero tada, kai praeitų metų vasarą „LG“ kompanija paskelbė apie tai, kad ji traukiasi iš Baltijos šalių telefonų rinkos, niekas labai nesitikėjo, kad Lietuvoje turėsime galimybę įsigyti naujus šio gamintojo flagman...

  • Nešiojamas įkroviklis – nepamainomas pagalbininkas?
    Nešiojamas įkroviklis – nepamainomas pagalbininkas?

    Nešiojamas įkroviklis (angl. Power Bank) – tai praktiškas daiktas, kuris praverčia tada, kai netoliese nėra tradicinio maitinimo šaltinio. Varle.lt specialistų teigimu, yra daugybė priežasčių, kodėl kiekvienam mobiliuoju įr...

  • „EPSON“ spausdintuvas: įsigyti ir verta, ir apsimoka
    „EPSON“ spausdintuvas: įsigyti ir verta, ir apsimoka

    Manote, kad jums visiškai nereikalingas spausdintuvas? Artimiau susipažinę su „Epson L386“ spausdintuvu galite tokią nuomonę kardinaliai pakeisti. ...

  • Saulėtekio slėnyje kuriamos aukštosios technologijos Silicio slėniui
    Saulėtekio slėnyje kuriamos aukštosios technologijos Silicio slėniui

    Saulėtekio slėnyje Vilniuje įsikūręs Fizinių ir technologijos mokslų centras (FTMC), vykdydamas mokslinius tyrimus ir eksperimentinės plėtros darbus technologijų srityje sėkmingai bendradarbiauja su įmonėmis iš įvairių pasaulio šal...

  • Į stažuotę NASA keliaus šeši lietuviai
    Į stažuotę NASA keliaus šeši lietuviai

    Kelionė, kuri gali atverti naujų perspektyvų duris. Šansas, kurį gauna toli gražu ne kiekvienas. Taip arba panašiai galima apibūdinti Lietuvos studentams atsivėrusią galimybę įžengti į prestižines Nacionalinės aeronautikos ir kosmos...

    2
  • Kada mūsų darbo vietas užims robotai?
    Kada mūsų darbo vietas užims robotai?

    Dažnai girdime, kad netrukus ateis ta diena, kai mūsų darbus už mus galės nudirbti mašinos. Žurnalistas Richardas Gray bbc.com skelbiamame straipsnyje pamėgino išsiaiškinti, kada konkrečiai būtų galima to tikėtis. ...

    2
  • Atrasta sniegu keliaujanti bakterija, kuri stabdo odos senėjimą
    Atrasta sniegu keliaujanti bakterija, kuri stabdo odos senėjimą

    Sniege galima rasti bakteriją arthrobacter, kuri gali būti itin naudinga žmogaus organizmui. Tai LRT.lt patvirtina šią bakteriją suradęs prancūzų mokslininkas biochemikas, NAOS grupės tyrimų centro vadovas dr. Francois Xavieras Pellay. ...

  • NASA atrado 10 naujų Žemės dydžio egzoplanetų
    NASA atrado 10 naujų Žemės dydžio egzoplanetų

    NASA pirmadienį paskelbė apie 10 naujai atrastų uolėtų Žemės dydžio planetų už mūsų Saulės sistemos ribų, kuriose potencialiai galėtų būti skysto vandens ir sąlygų gyvybei. ...

Daugiau straipsnių