Odkryta zostaje nowa forma materii z atomami wewnątrz atomu

Odkryta zostaje nowa forma materii z atomami wewnątrz atomu

Naukowcy z Politechniki w Wiedniu odkryli nowy stan materii. Odkryli, że inne atomy mogą znajdować się pomiędzy jądrem atomu a elektronami, pisze Science Daily.

Egzotyczny stan materii, w którym mogą pojawiać się lub tworzyć "gigantyczne atomy" wypełnione mniejszymi atomami, naukowcy nazywają polaron Rydberg. Słabe wiązania między tymi atomami powstają w niskich temperaturach. W rezultacie naukowcom udało się zjednoczyć dwa stany materii. Pierwszym z nich jest kondensat Bosego-Einsteina, który jest tworzony przez atomy w zerowej temperaturze. Drugi to atomy Rydberga, w których elektrony obracają się wokół jądra w dużej odległości

"Średnia odległość między elektronem a jądrem atomu może sięgać kilkuset nanometrów, czyli tysiąc razy większy promień atomu wodoru "- mówi profesor Joachim Burgdorfer. Kondensat "Bose-Einstein" został stworzony przez atomy strontu. Za pomocą lasera naukowcy przekazali energię do jednego z tych atomów, zamieniając ją w atom Rydberga o ogromnym promieniu. W zależności od promienia atomu Rydberga i gęstości kondensatu Bosego-Einsteina, do olbrzymiej elektronowej orbity można dołączyć do 170 dodatkowych atomów strontu

"Atomy nie niosą żadnego ładunku elektrycznego, więc mają tylko minimalny wpływ na elektron" – mówi profesor Shuhei Yoshida. Elektron jest rozpraszany tylko nieznacznie, gdy styka się z neutralnymi atomami, nie opuszczając swojej orbity. Fizyka kwantowa wolnych elektronów pozwala na takie rozproszenie, które nie przenosi elektronu do innego stanu.

Jak pokazuje symulacja komputerowa, ta stosunkowo słaba forma interakcji zmniejsza całkowitą energię systemu, a zatem powstaje połączenie pomiędzy atomem Rydberga i innymi atomami wewnątrz orbity elektronowej. "To bardzo nietypowa sytuacja", mówi Yoshida. "Zazwyczaj mamy do czynienia z naładowanymi jądrami łączącymi elektrony wokół nich." Tutaj mamy elektron, który łączy neutralne atomy. " To wiązanie jest znacznie słabsze niż wiązanie między atomami w krysztale. Dlatego ten egzotyczny stan materii, zwany polaronami Rydberga, można wykryć tylko w bardzo niskich temperaturach. Gdyby cząsteczki poruszały się szybciej, połączenie się zepsuło. "Dla nas ten nowy słabo związany stan materii jest nową, ekscytującą możliwością poznania fizyki ultraczystych atomów" – mówi Burgdorfer. "Tak więc, z bardzo dużą dokładnością, można badać właściwości kondensatu Bosego-Einsteina w bardzo małej skali."

Naukowcy z Uniwersytetu w Wiedniu mogli zastosować twierdzenie powtarzania Poincarego do kwantu wielocząstkowego. Osiągnięto to pomimo faktu, że stany kwantowe żyją zgodnie z zupełnie innymi zasadami.

Powiązane wiadomości