Створений робот-змія, що пересувається за рахунок особливої будови “шкіри”
6 Березня , 2018
Lego переходить на екологічно чистий пластик з цукрової тростини
6 Березня , 2018

Вчені отримали новий стан матерії, змусивши гігантські “атоми” поглинути інші менші атоми

Всередині атома будь-якої речовини, незважаючи на його вкрай малі розміри, є досить велика кількість порожнього простору, найбільша кількість якого припадає на проміжок, що розділяє ядро і нижній шар електронів. Але нещодавно, вчені з США та Австрії заповнили деякі порожні проміжки структури атома і отримали нову форму матерії у вигляді гігантських “атомів”, заповнених іншими атомами. Створений вченими гігантський атом носить назву полярона Райдберга, його розмір становить кілька сотень нанометрів, що в тисячу разів більше розміру атома водню.
Для створення атома Райдберга вчені з Віденського технологічного університету, університету Райса та Гарвардського університету використовували конденсат Бозе-Ейнштейна. Цей екзотичний стан матерії формується, коли атоми речовини охолоджуються до температури, дуже близької до температури абсолютного нуля. При такій температурі тепловий рух атомів практично припиняється і всі вони починають синхронно коливатись, демонструючи досить незвичайну колективну поведінку. Зазначимо, що конденсат Бозе-Ейнштейна вже не раз використовувався вченими для створення вельми і вельми екзотичних форм матерії, таких, як надтверді частинки, экситоніум і матерія з негативною масою.
В даному випадку конденсат Бозе-Ейнштейна складався з атомів стронцію. Після процедури охолодження вчені використовували світло лазера для того, щоб привести один з атомів в збуджений стан, в якому він від надлишку енергії втрачає один електрон. Цей електрон починає обертатися навколо іона-ядра на набагато більшій відстані, ніж це роблять електрони в звичайних умовах. І така система вже являє собою атом Райдберга.
Орбіта руху відокремленого електрона настільки широка, що в її межах можуть поміститися інші атоми стронцію. Вченим вдалося створити атом Райдберга, всередині якого було розміщено 170 інших атомів. Кількість поглинених атомом Райдберга інших атомів залежить від енергії накачування, тобто від радіуса орбіти електрона, і від щільності вихідного конденсату Бозе-Ейнштейна.
Також вчені помітили, що атоми, поглинені атомом Райдберга, хоч і взаємодіють один з одним, але роблять це дуже і дуже слабо. Електрон цього атома гальмується  нейтральними атомами, що зустрічаються на його шляху і рухається настільки повільно, що вже не може перейти в будь-який інший енергетичний стан. Коли вчені зробили розрахунок математичної моделі такої системи, вони виявили, що слабка взаємодія атомів зменшує сумарну енергію системи, яка витрачається на утворення взаємозв’язків між атомами, розміщеними усередині атома Райдберга.
Цікавий і незвичайний той факт, що в даному випадку електрично нейтральні атоми зв’язуються і утримуються у вигляді єдиного цілого одним електроном. І це вказує на те, що атом або полярон Райдберга являє собою нову форму матерії, яку, після ретельного вивчення, можна буде використовувати в науці і яка може стати основою майбутніх екзотичних технологій.

Джерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: