Атточасы, способные измерить временные параметры движения электронов

12.05.2018

Все, что происходит на атомарном и молекулярном уровнях, происходит настолько быстро, что это невозможно ощутить никакими человеческими чувствами. К примеру, крошечному электрону, для того, чтобы переместиться от одного атома к другому во время химической реакции, требуется всего несколько сотен аттосекунд. А что такое аттосекунда? Возьмите секунду и разделите ее на миллиард частей, а потом одну часть разделите еще на миллиард меньших частей. Аттосекунда - это 1*10^-18 секунды.

Но, для того, чтобы понять то, что происходит в невидимой "вселенной" квантовых событий, люди нуждаются в возможности измерять промежутки времени в масштабах аттосекунды. И на такое способны новые "атточасы", созданные исследователями из лаборатории линейных ускорителей SLAC Стэнфордского университета. В качестве базы новых часов используется рентгеновский лазер, способный вырабатывать импульсы, длительностью в несколько десятков аттосекунд, который использовался ранее для съемки видео событий, происходящих на молекулярном уровне.

Однако съемка событий, имеющих отношение к квантовой физике, кардинально отличается от съемки событий из области классической физики и химии. Ранее у ученых отсутствовала возможность не только измерять, но и контролировать мощность импульсов рентгеновского излучения. А слишком мощные импульсы оказывали влияние на хрупкое квантовое состояние и поведение частиц, что делало невозможной правильную интерпретацию получаемых данных.

Принципы устройства атточасов были предложены швейцарскими физиками еще около десятилетия назад. Но только в настоящее время стала появляться возможность создания такого устройства, в основе которого лежит некоторое оборудование уже имеющееся в распоряжении специалистов лаборатории SLAC. Устройство имеет диаметр 0.6 метра и располагается внутри небольшой вакуумной камеры. В состав конструкции атточасов входит 16 цилиндрических датчиков, установленных подобно спицам в колесе.

"Сердцем" атточасов является атом или молекула, которая представляет собой и объект исследований одновременно. Этот объект помещается в центр круга, образованного датчиками, и на него начинают подаваться импульсы рентгеновского излучения. Атом(ы) ионизируется и теряет некоторые их электронов, которые под воздействием электрического поля света лазера направляются в сторону датчиков и улавливаются одним из них. "Поймав" свободный электрон, ученые могут высчитать точное значение энергии, заключенной в рентгеновском импульсе, и точный момент времени удара этим импульсом по исследуемому объекту.

<< Назад: Голод омолаживает стволовые клетки 12.05.2018

>> Вперед: INA260 - цифровой измеритель тока, напряжения и мощности со встроенным шунтом 11.05.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Микроб-реставратор 04.10.2003 Кислотные дожди и выветривание постепенно разрушают каменную архитектуру древности, особенно здания и памятники, выполненные из пористых и сравнительно непрочных карбонатных горных пород - известняка, мрамора и доломита. В результате химических процессов получаются менее прочные и легче растворимые в воде соли кальция, камень постепенно разрушается. Сейчас испанские ученые нашли штамм бактерий, способный "реставрировать" памятники архитектуры. Мысль заселять поверхность камня микроорганизмами, берущими из воздуха углекислый газ и заменяющими неустойчивые соли кальция карбонатом, возникла уже довольно давно и испытана на практике. Но оказалось, что карбонат откладывается в порах камня, забивает их и мешает испарению дождевой влаги, только ускоряя этим разрушение. Геологи из университета Гранады сообщают о положительных результатах испытания широко распространенной почвенной бактерии Myxococcus xanthus на образцах известняка, из которого созданы многие исторические памятники Испании. Оказалось, что производимые бактерией кристаллики карбоната кальция прочно связываются с материалом самого камня и не забивают поры, а выстилают их изнутри. Бактериальный карбонат кальция химически идентичен кальциту известняка, но органические молекулы, добавляемые в него бактерией, делают новый минерал даже прочнее исходной горной породы. Сейчас с помощью бактерии пробуют реставрировать участки каменной резьбы на здании Альгамбры - дворца IX века.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026