Ten Dziwaczny, Przeciążony Atom Jest Turducken Mikroskopijnego Świata

{h1}

Atom zatłoczony innymi atomami wykorzystuje dziwne kwantowe zachowanie atomów w ultraniskich temperaturach.

To turducken mikroskopijnego świata: atom zapchany innymi atomami, połączony z innymi atomami, aby stworzyć egzotyczny nowy stan materii.

Overstuffed atom wykorzystuje specjalne właściwości czegoś znanego jako atom Rydberga. Pompuj te atomy dużą ilością dodatkowej energii, a elektrony będą bardzo podekscytowane. W rezultacie przestrzeń między jądrem a zewnętrzną orbitą elektronu staje się ogromna, jak donosili naukowcy w nowym badaniu.

„Średnia odległość między elektronem a jego jądrem może wynosić nawet kilkaset nanometrów - to jest ponad 1000 razy więcej niż promień atomu wodoru”, Joachim Burgdörfer, teoretyczny badacz dynamiki kwantowej w Instytucie Fizyki Teoretycznej w Wiedniu Politechnika, powiedział w oświadczeniu.

Umieść atom Rydberga w zimnym miejscu z innymi atomami, a on „połknie” i połączy się z innymi atomami, otaczając je elektronami. Cały zespół - ultrakładny atom i wiele atomów wypchanych do środka - razem tworzą stan materii znany jako polarony Rydberga. [Wacky Physics: The Coolest Little Particles in Nature]

Ogromny atom

Aby stworzyć ten dziwny stan materii, Burgdörfer i jego koledzy rozpoczęli od zbioru atomów strontu, które schłodzili do zaledwie smidgen powyżej absolutnego zera, czyli minus 459,67 stopni Fahrenheita (minus 273,15 stopni Celsjusza). W tej ultrawysokiej temperaturze atomy prawie nie mają wibracji ani ruchu, i zaczynają działać tak, jakby były pojedynczym atomem, stając się stanem materii znanym jako kondensat Bosego-Einsteina.

Stamtąd zespół błysnął laserem na jednym z atomów strontu, wstrząsając go dodatkową energią. Zwykle, gdy elektrony skaczą na wyższą energię, dosłownie skaczą na orbitę, która jest dalej od ich jądra. Jednak w tym przypadku cała zewnętrzna orbita elektronu przesunęła się, czyniąc atom atomem Rydberga. Ten potworny atom ma teraz naprawdę gigantyczny promień atomowy, pozwalając elektronom nie tylko okrążać jądro atomu, ale także pochłania wiele innych atomów (które były częścią ultra zimnego kondensatu Bosego-Einsteina) wokół jądra. Kiedy kondensat Bosego-Einsteina jest wyjątkowo gęsty, a atom Rydberga jest bardzo energetyzowany, ogromny atom Rydberga może zmieścić do 170 atomów strontu na swojej orbicie, naukowcy podali 22 lutego w czasopiśmie Physical Review Letters.

Ale to nie koniec historii. Ponieważ atomy strontu są neutralne - co oznacza, że ​​ich całkowity ładunek wynosi zero - mają one tylko niewielki wpływ na ścieżkę elektronów. (Elektron ujemnie naładowany wytwarza jedynie silne siły przyciągające lub odpychające z dodatnio lub ujemnie naładowanymi cząsteczkami.)

„Atomy nie niosą żadnego ładunku elektrycznego, dlatego wywierają jedynie minimalną siłę na elektron” - powiedział współautor badań Shuhei Yoshida, także fizyk z Instytutu Fizyki Teoretycznej na Politechnice Wiedeńskiej.

Zamiast tego, gdy orbitujące elektrony zbliżają się do atomów w kondensacie, rozpraszają się nieco, ale nie opuszczają swojej orbitalnej ścieżki. Ta słaba interakcja obniża energię układu - w gruncie rzeczy powoduje, że wszystkie atomy na orbicie atomu Rydberga wiążą się z otaczającymi je elektronami.

„To bardzo niezwykła sytuacja” - powiedział Yoshida w oświadczeniu. „Zwykle mamy do czynienia z naładowanymi jądrami, wiążącymi elektrony wokół nich. Tutaj mamy elektron wiążący neutralne atomy”.

Kluczem jest utrzymanie wszystkiego w bardzo niskiej temperaturze; naukowcy twierdzą, że jeśli atomy w kondensacie Bosego-Einsteina będą miały więcej energii do poruszania się, jego atomy zerwą wiązania z atomem Rydberga.

Pierwotnie opublikowany w WordsSideKick.com.


Suplement Wideo: .




Badania


Czy Kiedykolwiek Połączymy Mechanikę Kwantową Z Ogólną Teorią Względności?
Czy Kiedykolwiek Połączymy Mechanikę Kwantową Z Ogólną Teorią Względności?

Reakcje Szybsze Niż Akcje, Wyniki Badań
Reakcje Szybsze Niż Akcje, Wyniki Badań

Science News


Jak Wykorzystujemy Gaz Ziemny Do Zaspokojenia Naszych Potrzeb Energetycznych?
Jak Wykorzystujemy Gaz Ziemny Do Zaspokojenia Naszych Potrzeb Energetycznych?

Węgorze Spożywają Własne Kości, Aby Przetrwać Migrację
Węgorze Spożywają Własne Kości, Aby Przetrwać Migrację

Zszokowana Wiewiórka I Shy Owl Shine W Wildlife Comedy Photos
Zszokowana Wiewiórka I Shy Owl Shine W Wildlife Comedy Photos

Halloween 2017: Przewodnik Po Tym, Kiedy, Dlaczego, Co I Jak
Halloween 2017: Przewodnik Po Tym, Kiedy, Dlaczego, Co I Jak

Wielowiekowe Zdjęcia Ukazują Historyczną Podróż Po Antarktydzie
Wielowiekowe Zdjęcia Ukazują Historyczną Podróż Po Antarktydzie


PL.WordsSideKick.com
Wszelkie Prawa Zastrzeżone!
Kopiowanie Jakichkolwiek Materiałów Pozostawiono Tylko Prostanovkoy Aktywny Link Do Strony PL.WordsSideKick.com

© 2005–2020 PL.WordsSideKick.com