|
Физики смогли проследить за передвижением отдельных электронов в веществе, поймав момент их участия в химической реакции. Работа открывает новые перспективы в области, называемой фемтосекундной спектроскопией.
Исследователи из института нелинейной оптики и короткоимпульсной спектроскопии просветили кристаллы сульфата аммония рентгеновскими лучами. Использовав сверхкороткие импульсы излучения они получили «портрет» молекул вещества в тот момент, когда оно вступает в химическую реакцию- добившись ранее недоступного уровня детализации.
Что было на самом деле
На самом деле, конструкция «проследили за передвижением электронов» некорректна с точки зрения физики и использована лишь за неимением простого, понятного и при этом краткого описания реального квантового процесса. По этой причине рассказ о работе, которая описана в журнале The Journal of Chemical Physics стоит начать с рассказа о том, что на самом деле происходит с электронами в веществе.
В самом примитивном (и, надо признать, неверном) школьном изложении атом предстает как ядро, вокруг которого по орбитам, подобно планетам вокруг звезды, летают электроны. Если бы реальный атом был устроен именно так, то ученые, вероятно, могли бы выхватить момент перелета электрона от одного атома к другому, однако ничего подобного увидеть нельзя в принципе.
Более корректное представление об атомах ученые сформировали, создав квантовую теорию: она позволила выяснить, что никаких вращающихся электронов вокруг атома нет в принципе. В атоме водорода, например, электрон в принципе не может вращаться по кругу или еще какой замкнутой траектории- и все потому, что электрона как маленького шарика не существует в принципе.
Развитие фемтосекундной спектроскопии подобно развитию скоростной киносъемки, которая позволила рассмотреть недоступные глазу явления вроде полета пуль, разбрызгивания воды или распространения трещин в металле. Только в отличие от киносъемки, сфера применения фемтосекундной спектроскопии явно может быть намного шире.
| |