2516
Відкрито нову форму матерії з атомами всередині атома
— Технології&Авто
Вчені з Віденського політехнічного університету виявили новий стан матерії. Вони з’ясували, що між ядром атома і електронами можуть перебувати інші атоми, пише Science Daily.
Екзотичний стан матерії, при якому можуть з’являтися або створюватися «гігантські атоми», наповнені дрібними атомами, вчені називають «поляроном Рідберга». Слабкі зв’язки між цими атомами утворюються при низьких температурах. У результаті вченим вдалося об’єднати два стани матерії. Перший — конденсат «Бозе-Ейнштейна, який утворюється атомами при нульовій температурі. Другий — «рідбергівські атоми», в яких електрони обертаються навколо ядра на великій відстані.
«Середня відстань між електроном і ядром атома може досягати кількох сотень нанометрів, тобто в тисячу разів більше радіуса атома водню», — говорить професор Йоахім Бургдорфер. Конденсат «Бозе-Ейнштейна» був створений атомами стронцію. Використовуючи лазер, вчені перенесли енергію на один з цих атомів, перетворивши його на рідбергівський атом з величезним радіусом. В залежності від радіуса рідбергівського атома і щільності бозе-ейнштейнівського конденсату, до 170 додаткових атомів стронцію можуть бути укладені у величезну електронну орбіту.
«Атоми не несуть ніякого електричного заряду, тому вони лише чинять мінімальний вплив на електрон», — говорить професор Шухей Йошида. Електрон розсіюється лише незначно при зіткненні з нейтральними атомами, не залишаючи своєї орбіти. Квантова фізика повільних електронів допускає такий вид розсіювання, який не переносить електрон в інший стан.
Як показує комп’ютерне моделювання, цей порівняно слабкий вид взаємодії зменшує сукупну енергію системи, і тому утворюється зв’язок між рідбергівським атомом та іншими атомами всередині електронної орбіти. «Це дуже незвичайна ситуація, — каже Йошида. — Зазвичай ми маємо справу з зарядженими ядрами, що зв’язують електрони навколо них. Тут у нас є електрон, що зв’язує нейтральні атоми». Цей зв’язок набагато слабший, ніж зв’язок між атомами в кристалі. Тому цей екзотичний стан матерії, званий рідбергівськими поляронами, може бути виявлено тільки при дуже низьких температурах. Якщо б частки рухалися швидше, зв’язок би ламався. «Для нас це новий слабкозв’язаний стан матерії — це захоплююча нова можливість дослідження фізики ультрахолодних атомів», — говорить Бургдорфер. — Таким чином, з дуже високою точністю можна досліджувати властивості конденсату Бозе-Ейнштейна в дуже малих масштабах”.
За матеріалами: hightech.fm
Поділитися новиною
