Проведена самая холодная химическая реакция. Новость Бесплатной технической библиотеки

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Проведена самая холодная химическая реакция

30.11.2019

Всё, что происходит на уровне молекул и атомов, происходит настолько быстро, что это невозможно увидеть без использования сверхскоростных лазеров или других приемов. Происходящее во время химических реакций также попадает в эту категорию, но ученым из Гарвардского университета удалось произвести "самую холодную" химическую реакцию, охладив молекулы до малых долей градуса выше абсолютного нуля. И это позволило им увидеть и снять на видео то, что никто никогда не видел ранее - процесс обмена атомами между молекулами.

Абсолютный ноль (-273.15 градусов Цельсия, 0 Кельвинов) считается самой холодной возможной температурой, при которой все движение атомов и молекул полностью останавливается и в этих молекулах и атомах не остается "ни крупинки" тепловой энергии. В своих исследованиях Гарвардские ученые охладили молекулы до миллионных долей градуса выше абсолютного нуля, до 500 наноКельвинов, если быть точнее. Эта температура ниже любой температуры естественного происхождения, в самых холодных областях межзвездного пространства температура держится на уровне 3 Кельвинов.

Столь низкая температура была создана в камере эксперимента Cold Atom Lab, расположенного на борту Международной Космической Станции (МКС), который предназначен для проведения экспериментов при температурах около 100 наноКельвинов. В данном случае до столь низкой температуры охлаждался "газ", в состав которого входят атомы калия и рубидия. Когда молекулы такого газа сталкиваются, они обмениваются одним атомом, что приводит к появлению двух новых молекул, одной с двумя атомами калия и второй - с двумя атомами рубидия.

В обычных условиях такие реакции протекают очень быстро, ученым удавалось лишь отметить факт исчезновения двух оригинальных молекул и появление двух новых молекул. Происходящее же между этими двумя этапами оставалось загадкой до последнего времени. Однако охлаждение до ультранизкой температуры позволило замедлить эту реакцию в миллионы раз, что, в свою очередь, дало возможность рассмотреть и запечатлеть все происходящее.

Оказывается, что при столкновении двух молекул рубидия-калия образуется одна промежуточная молекула, состоящая из двух атомов рубидия и двух атомов калия. После этого ученым удалось увидеть, как "ломаются" атомарные связи в этой молекуле и она принимает новую форму, разделяясь, в конце концов, на две новые независимые молекулы.

Исследователи считают, что подобный подход позволит им в будущем изучить механику химических реакций в еще больших подробностях. Более того, технология низкотемпературного замедления позволит проводить такие реакции, которые невозможно проводить в нормальных условиях и даже при более высоких, но еще очень низких температурах. Это, в свою очередь, позволит синтезировать новые лекарственные препараты, новые материалы для электроники, квантовых технологий и множество других полезных вещей.

<< Назад: Воссоздана вулканическая молния 01.12.2019

>> Вперед: Новый источник зеленой энергии 30.11.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Электронный шлем для водителей грузовиков 14.04.2024

Безопасность на дорогах, особенно для водителей тяжелой строительной техники, является приоритетной задачей инженеров и ученых. В свете этого немецкий Институт структурной прочности и надежности систем имени Фраунгофера представил новый продукт - электронный шлем, который предназначен для защиты водителей от серьезных травм при вождении строительных машин. Новый электронный шлем, разработанный командой инженеров из Института Фраунгофера, открывает новые перспективы для безопасности водителей грузовиков и строительной техники. Устройство способно контролировать уровень тряски в кабине автомобиля и предупреждать водителя о возможной опасности. Основой работы шлема является встроенный пьезоэлектрический датчик, который генерирует электричество при физической деформации. Этот механизм позволяет устройству реагировать на интенсивные вибрации, характерные для работы строительной техники. Когда уровень деформации превышает безопасные значения, на шлеме включается сигнальная система, пре ...>>

Антивитамины вместо антибиотиков 13.04.2024

Проблема бактериальной резистентности к антибиотикам становится все более серьезной, создавая угрозу для эффективного лечения инфекций. В свете этого исследователи ищут новые пути борьбы с супербактериями. Одним из перспективных направлений является использование антивитаминов, способных оказывать антибактериальное действие. Антивитамины, хоть и известные как вещества, противоположные витаминам, оказались перспективным инструментом в борьбе с бактериальной резистентностью к антибиотикам. Исследование, проведенное учеными из Геттингенского университета в Германии, подтвердило их потенциал в создании новых препаратов для борьбы с опасными инфекциями. В связи с распространением супербактерий, стойких к антибиотикам, появляется необходимость в поиске альтернативных методов лечения. Антивитамины представляют собой молекулы, аналогичные витаминам, но способные подавлять активность бактерий без вреда для организма человека. На данный момент науке известны всего три антивитамина: розе ...>>

Случайная новость из Архива

Сверхустойчивый лазер сделает GPS точнее 23.04.2012

Физики из Объединенного института лабораторной астрофизики (JILA) продемонстрировали новый тип лазера, который в 100-1000 раз более устойчив по частоте, чем обычный. Этот тип лазера может повысить точность самых современных атомных часов и сопутствующих технологий, таких как коммуникационные и навигационные системы, а также космические астрономические инструменты.

Прототип лазера основан на миллионе атомов рубидия, которые выполняют своего рода синхронный танец и производят тусклый темно-красный лазерный луч. Новый лазер фактически представляет собой своеобразную оптическую фазированную антенную решетку, в которой электромагнитные волны большой группы идентичных антенн тщательно синхронизированы и создают волну с уникальными свойствами. Обычный лазер основан на миллионах фотонов, которые рикошетят между двумя зеркалами, ударяют атомы и генерируют интенсивный свет. К сожалению, из-за движений атомов и вибрации зеркал происходит постоянное изменение частоты лазерного луча, что затрудняет его использование, например для высокоточных измерений.

Новый лазер от JILA лишен этого недостатка, поскольку фотоны в нем надолго не задерживаются. Атомы постоянно излучают синхронизированные фотоны, но в очень небольшом количестве. При этом почти все фотоны улетают прежде, чем сталкиваются с зеркалами и нарушают синхронизированный танец атомов. Это стало возможным благодаря уникальной системе, которая удерживает атомы между двумя зеркалами, а затем с помощью маломощных лазеров настраивает скорость переключения атомов между двумя энергетическими уровнями. Атомы испускают фотоны каждый раз, когда уровень их энергии падает. Обычно атом испускает только один фотон в секунду, но благодаря системе, разработанной в JILA, скорость переключения энергетических состояний повышается в 10 тыс. раз.

Новый лазер светит намного слабее, чем самая обычная дешевая лазерная указка. Однако он идеально подходит для приложений, где необходимо точно выдерживать частоту, например, в атомных часах системы GPS, системах оптической связи, современных геодезических инструментах и астрономии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте