- technologijos.lt inf.
- Teksto dydis:
- Spausdinti
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
SUSIJĘ STRAIPSNIAI
-
Kodėl retas lietuvis pasinaudoja teise ištrinti duomenis apie save iš interneto?10
Internetas apie kiekvieną iš mūsų žino daug ir kone amžiams. Tačiau lietuviai teise ištrinti duomenis apie save iš interneto naudojasi bene rečiausiai Europoje. Tai atskleidžia naujausia asmeninių duomenų nutekėjimą stebinčios...
-
Įspėjamieji pranešimai telefone: kodėl gauna ne visi?9
Ne visi gyventojai gauna įspėjamuosius pranešimus. Net ir tada, kai jiems tai gali būti gyvybiškai svarbu – pavyzdžiui, kad netoliese dega daugiabutis, artėja orų stichija ar kokia nelaimė Astravo atominėje elektrinėje. Apie tai, k...
-
Astronomai atrado didžiausią juodąją skylę Paukščių take
Antradienį paskelbtame moksliniame darbe nurodoma, kad astronomai nustatė didžiausią ligi šiol atrastą juodąją skylę Paukščių take, kurios masė ura 33 kartų didesnė nei Saulės. ...
-
Išvyskite: kaip atrodė Saulės užtemimas iš kosmoso
Pirmadienį įvyko retas ir visiškas Saulės užtemimas, kuris praslinko per Šiaurės Ameriką. Mokslininkai sako, kad dėl šio užtemimo galės surinkti neįkainojamų duomenų apie daugelį dalykų – nuo saulės atmosferos iki keis...
-
Rusija jau antrą dieną iš eilės atšaukė raketos paleidimą15
Trečiadienį, jau antrą dieną iš eilės, Rusija paskutinę minutę atšaukė raketos paleidimą. Tai dar viena šalies kosmoso programos nesėkmė. ...
-
Būdamas 96-erių mirė Nobelio premijos laureatas britų fizikas P. Higgsas
Būdamas 96-erių mirė britų fizikas Peteris Higgsas (Piteris Higsas), laimėjęs Nobelio premiją už „dieviškosios dalelės“ – Higso bozono, paaiškinančios masės egzistavimą – atradimą, antradienį pranešė ...
-
Medikus keičia dirbtinis intelektas: užstrigus kamerai – gyvybę kainuojančios klaidos?2
Rastas receptas, kaip užpildyti trūkstamas medikų darbo vietas. Taivane žmonių gyvybes gelbėja bei sveikata rūpinasi robotai ir dirbtinis intelektas. Tačiau tokia technika kol kas visiškai pasitikėti negalima. Ji jau padarė gyvybę kainuojan...
-
„Tesla“ planuoja rugpjūtį pristatyti robotaksi1
Elonas Muskas (Ilonas Maskas) pranešė, kad jo kontroliuojama elektromobilių gamintoja „Tesla“ šią vasarą pristatys robotaksi, o ši žinia pasirodė tuo metu, kai savavaldžių transporto priemonių diegimas dėl saugumo pro...
-
Iš orbitinės stoties į Žemę sugrįžo amerikietė, baltarusė ir rusas6
Iš Tarptautinės kosminės stoties (TKS) į Žemę sugrįžo amerikiečių astronautė Loral O'Hara, baltarusė Marina Vasilevskaja ir rusų kosmonautas Olegas Novickis. Juos parskraidinusi „Sojuz“ kapsulė nusileido Kazachstano stepėje...
-
Kova su piratavimu Lietuvoje: ar pasiteisino įvestos baudos?4
Norintiems piratauti Lietuvoje tampa vis sunkiau. Lietuvos radijo ir televizijos komisija (LRTK) sako, kad pernai įvestos baudos pažeidėjus pamažu atbaido. ...