Tyrėjai aptinka naują surišimo mechanizmą tarp mažų ir milžiniškų dalelių


Tyrėjai aptinka naują surišimo mechanizmą tarp mažų ir milžiniškų dalelių

Atidarykite vakuuminę kamerą. Elektrinio lauko valdiklis ir pirmasis jonų mikroskopo lęšis yra kameros centre. Kreditas: Nicolas Zuber

Štutgarto universiteto 5-ojo fizinio instituto mokslininkai patikrino naują surišimo mechanizmą, sudarantį molekulę tarp mažos įkrautos dalelės ir milžiniško (molekuliniu požiūriu) Rydbergo atomo. Mokslininkai stebėjo molekulę naudodami savarankiškai sukurtą jonų mikroskopą. Rezultatai paskelbti m Gamta.

Kai jungiasi pavienės dalelės, pavyzdžiui, atomai ir jonai, atsiranda molekulės. Tokie ryšiai tarp dviejų dalelių gali atsirasti, jei, pavyzdžiui, jos turi priešingus elektros krūvius ir todėl gali viena kitą pritraukti. Štutgarto universitete stebėta molekulė pasižymi ypatinga savybe: ją sudaro teigiamai įkrautas jonas ir neutralus atomas vadinamojoje Rydbergo būsenoje. Šie Rydbergo atomai, palyginti su tipiniais atomais, išaugo tūkstantį kartų. Kadangi jono krūvis labai specifiniu būdu deformuoja Rydbergo atomą, atsiranda ryšys tarp dviejų dalelių.

Norėdami patikrinti ir ištirti molekulę, mokslininkai paruošė itin šaltą rubidžio debesį, kuris buvo atvėsintas iki absoliutaus nulio esant -273 laipsnių Celsijaus. Tik prie šių žemos temperatūros yra pakankamai stipri jėga tarp dalelių, kad susidarytų molekulė. Šiuose itin šaltuose atomų ansambliuose pavienių atomų jonizavimas lazerio laukais paruošia pirmąjį molekulės bloką – joną.

Papildomi lazerio spinduliai sužadina antrą atomą į Rydbergo būseną. Jono elektrinis laukas deformuoja šį milžinišką atomą. Įdomu tai, kad deformacija gali būti patraukli arba atstumianti, priklausomai nuo atstumo tarp dviejų dalelių, leidžiant rišantiems partneriams svyruoti aplink pusiausvyros atstumą ir skatinant molekulinį ryšį. Atstumas tarp jungiamųjų partnerių yra neįprastai didelis ir sudaro maždaug 10 žmogaus plauko storio.

Mikroskopija naudojant elektrinius laukus

Šis stebėjimas buvo įmanomas naudojant specialų jonų mikroskopą. Jį sukūrė, pastatė ir užsakė 5-ojo fizinio instituto tyrimai, glaudžiai bendradarbiaujant su Štutgarto universiteto dirbtuvėmis. Skirtingai nuo įprastų mikroskopų, dirbančių su šviesa, prietaisas įtakoja įkrautų dalelių dinamiką elektrinių laukų pagalba, kad padidintų ir atvaizduotų daleles ant detektoriaus. „Šiuo mikroskopu galėtume pavaizduoti laisvai plaukiojančią molekulę ir jos sudedamąsias dalis ir tiesiogiai stebėti bei tirti šios molekulės išsidėstymą savo eksperimente“, – aiškina mokslų daktaras Nicolas Zuber. 5-ojo fizinio instituto studentas.

Kitame žingsnyje mokslininkai nori ištirti dinaminius procesus šioje neįprastoje molekulėje. Su pagalba mikroskopu, turėtų būti įmanoma ištirti molekulės virpesius ir sukimus. Dėl savo milžiniško dydžio ir silpno molekulės surišimo dinaminiai procesai yra lėtesni nei įprastai. molekules. Mokslininkų grupė tikisi įgyti naujų ir išsamesnių žinių apie vidinę molekulės sandarą.


Silpnas atominis ryšys, teoriškai iškeltas prieš 14 metų, pastebėtas pirmą kartą


Daugiau informacijos:
Nicolas Zuber ir kt., Molekulinio ryšio tarp jonų ir Rydbergo atomų stebėjimas, Gamta (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04577-5

Citata: Tyrėjai aptiko naują surišimo mechanizmą tarp mažų ir milžiniškų dalelių (2022 m. gegužės 20 d.), gautą 2022 m. gegužės 21 d. iš https://phys.org/news/2022-05-mechanism-small-gigantic-particles.html

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.