Рейтинг@Mail.ru
Физики впервые поймали электронно-атомную "бабочку" - РИА Новости, 02.11.2016
Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

Физики впервые поймали электронно-атомную "бабочку"

© Fotolia / 123dartistСтруктура молекулы
Структура молекулы
Читать ria.ru в
Дзен
Ученые из США и Германии впервые увидели то, как два атома связываются друг с другом через один электрон, удаленный от них на огромное расстояние, формируя своеобразную молекулу-"бабочку".

МОСКВА, 2 ноя – РИА Новости. Ученые из США и Германии впервые увидели то, как два атома связываются друг с другом через один электрон, удаленный от них на огромное расстояние, формируя своеобразную молекулу-"бабочку", говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Электроны в "нормальных" атомах расположены всего в одном или двух ангстремах (0,1 нанометра) от их ядра, однако в Ридберговских атомах электрон может находиться в сотни и тысячи раз дальше, на невозможно далеком расстоянии. В 2002 году мы поняли, что подобные электроны могут связать один атом с другим на очень больших дистанциях, образовав экзотическую молекулу Ридберга", — объясняет Криc Грин (Chris Greene) из университета Пардью (США).

Так художник представил себе стокновение сверхмалых частиц
Германские физики определят вес самой легчайшей материи во Вселенной
Грин и его коллеги смогли впервые увидеть то, как электроны каждого из атомов в такой "молекуле" будут вращаться вокруг их ядер по необычным орбитам, напоминающим по своей форме крылья бабочки, наблюдая за поведением атомов рубидия, щелочного металла, охлажденных до почти абсолютного нуля, 100 нанокельвинов. 

При таких температурах облака из атомов рубидия, распыленных в специальной вакуумной камере, образуют другую экзотическую форму материи, так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна. Он представляет собой необычную по своим свойствам жидкость, которая ведет себя как один атом и обладает типичными "атомными" свойствами. Это, как рассказывает учеными, позволяет легко манипулировать свойствами подобных искусственных "атомов".

Воспользовавшись этим, американские и германские физики превратили конденсат в атом Ридберга, "выдернув" один из электронов коллективного "атома" во внешнюю среду при помощи лазерного импульса, а затем соединив его с другим атомом рубидия, изменив частоту пучков фотонов, вырабатываемых лазером.

Алмазные кубиты, созданные при участии российских ученых
Физики из России создали "алмазную" сеть из ячеек квантового компьютера
"Обстреливая" эту Ридберговскую молекулу при помощи других пучков лазера, ученые впервые получили спектр такой конструкции, подтвердив, что она действительно похожа на бабочку, и изучили ее свойства, измерив силу, с которой атомы Ридберга сцепляются друг с другом и с электроном. 

К примеру, одно из уникальных свойств подобных молекул-"бабочек" заключается в том, что они обладают огромным дипольным моментом (в ней есть зоны с частично положительным и отрицательными зарядами), несмотря на то, что состоят из двух одинаковых атомов. Это позволяет ее легко двигать и манипулировать ей при помощи слабых электрических полей.

Это, по словам Грина, ускорит создание первых квантовых компьютеров и молекулярных машин. Атомы Ридберга давно рассматриваются физиками в качестве базы для кубитов, элементарных ячеек таких вычислительных машин, однако ученые в прошлом испытывали сложности при попытках манипулировать ими. Использование молекул-"бабочек", как надеются авторы статьи, поможет решить эту проблему.

© Фото : Niederpruem et al./Nature Communications 2016Крылья «бабочки», нарисованные движением атомов в экзотической молекуле
Крылья «бабочки», нарисованные движением атомов в экзотической молекуле
 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии,
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Обсуждения
Заголовок открываемого материала