Home » Știință » Premieră demnă de Premiul Nobel: cercetătorii au observat comportamentul electronilor în timpul reacţiilor chimice

Premieră demnă de Premiul Nobel: cercetătorii au observat comportamentul electronilor în timpul reacţiilor chimice

Premieră demnă de Premiul Nobel: cercetătorii au observat comportamentul electronilor în timpul reacţiilor chimice
Publicat: 01.01.2019
Într-un studiu publicat recent în revista Science, cercetătorii de la University of Paderborn şi Fritz Haber Institute Berlin au demonstrat capacitatea de a observa mişcările electronilor în timpul reacţiei chimice. De multă vreme, oamenii de ştiinţă au studiat procesele la scară atomică ce stau la baza reacţiilor chimice, dar până acum nu au putut observa comportamentul electronilor atunci când atomii interacţionau în acest mod.

Dificultăţile apar, desigur, pentru că electronii sunt particule extrem de mici. De obicei, experimentele care au miza de a observa comportamentul electronilor folosesc impulsuri cu laser care interacţionează cu electronii. Aceştia pot calcula energia electronilor prin analizarea proprietăţilor acestor particule care sunt înlăturate de lumina laserului, scrie Phys.

Provocarea pentru cercetători este înregistrarea evenimentelor care au loc într-un timp măsurat în femtosecunde (o femtosecundă este a cvadrilioana parte dintr-o secundă). Trebuie să excite un sistem cu un laser, apoi să-l urmărească în următoarele câteva femtosecunde. După această durată extrem de scurtă, savanţii mai trimit un impuls laser. De menţionat că lumina străbate doar 300 de nanometri (un nanometru este 10^-9 metri) într-o femtosecundă.

După ce sunt impulsionaţi de primul laser, electronii de valenţă ai atomilor, electronii din învelişul exterior, se  rearanjează pentru a forma legăturile chimice, rezultând în noi molecule. Din cauza vitezei şi dimensiunilor reduse ale acestor interacţiuni, cercetătorii doar au emis ipoteze cu privire la modul în care acest rearanjament are loc.

Alături de metodele experimentale, metodele computaţionale au devenit instrumente esenţiale pentru înţelegerea acestor interacţiuni, verificând observaţiile experimentale şi studiind comportamentul în timpul reacţiei chimice în cauză într-un detaliu mai mare. Un grup de savanţi de la University of Paderborn, condus de Wolf Gero Schmidt, a colaborat cu fizicieni şi chimişti pentru a complementa experimentele cu modelele computaţionale.

„Puteam arăta cum se mişcau atomii în timpul reacţiilor chimice”

Anul trecut, grupul lui Schmidt a avut un parteneriat cu cercetători de la University of Duisburg-Essen pentru a observa în timp real tranziţiile de fază induse de fotoni. Tranziţiile de fază – atunci când o substanţă îşi schimbă starea de agregare, precum apa lichidă devenind gheaţă – sunt importante în studierea şi crearea materialelor, deoarece proprietăţile substanţei se pot schimba semnificativ în funcţie de starea în care se află.

Spre exemplu, echipa a găsit că atunci când nanofire de indiu sunt supuse impulsurilor laser, acestea se schimbă de la izolator la conductor electric.

Acum, echipa a dorit să studieze reacţiile chimice ale fenomenului la un nivel (şi mai) fundamental, pentru a observa modul în care electronii se comportă sub acţiunea laserului. „Anul trecut, am publicat un articol în Nature care prezenta măsurătorile mişcărilor atomice la această scară”, a precizat Schmidt. „Puteam arăta cum se mişcau atomii în timpul reacţiilor chimice. Acest an, am putut monitoriza electronii în timp ce reacţia avea loc”, a adăugat savantul.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Temperatura electronilor poate scădea până la zero absolut, iar efectele acestui fenomen sunt extraordinare

S-a confirmat! Electronul este o sferă aproape perfectă şi este nevoie de un accelerator de particule mai mare

Electronii sunt la 0.000000000000000000000000001 cm distanţă de a fi o sferă perfectă!

FOTO. Fizicienii au ”îndesat” un atom cu alţi atomi şi au descoperit o nouă stare a materiei

Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Tesla pierde tot mai mult din vânzările de mașini din Uniunea Europeană
Tesla pierde tot mai mult din vânzările de mașini din Uniunea Europeană
O brutărie din Turcia face pâine după o rețetă veche de 5.000 de ani
O brutărie din Turcia face pâine după o rețetă veche de 5.000 de ani
Testele PISA arată că 4 din 10 elevi români nu au competențe de bază la citire și științe
Testele PISA arată că 4 din 10 elevi români nu au competențe de bază la citire și științe
Ce au discutat ministrul de Externe român și comisarul adjunct al Afacerilor Străine al URSS în prejma declanșării celui de-Al Doilea Război Mondial
Ce au discutat ministrul de Externe român și comisarul adjunct al Afacerilor Străine al URSS în prejma declanșării ...
Un șoim a învățat să folosească semaforul pentru a vâna mai eficient
Un șoim a învățat să folosească semaforul pentru a vâna mai eficient
Analiza comportamentului jucătorilor de poker online cu Big Data (P)
Analiza comportamentului jucătorilor de poker online cu Big Data (P)
O mărturie neașteptată despre Ion C. Brătianu: „Trebuie să mărturisesc însă că…”
O mărturie neașteptată despre Ion C. Brătianu: „Trebuie să mărturisesc însă că…”
„Lawrence al Arabiei”: În umbra deșertului, viața secretă a lui T.E. Lawrence
„Lawrence al Arabiei”: În umbra deșertului, viața secretă a lui T.E. Lawrence
Război, sex și cult: scandalul divin al Afroditei. A fost dragostea cea mai mare armă a Greciei Antice?
Război, sex și cult: scandalul divin al Afroditei. A fost dragostea cea mai mare armă a Greciei Antice?
„Podcast cu Prioritate” #75 by ProMotor Mihai Barbu, între viața pe motoare, familie și dorința de a descoperi lumea
„Podcast cu Prioritate” #75 by ProMotor Mihai Barbu, între viața pe motoare, familie și dorința de a descoperi lumea
„Chimicale eterne” au fost găsite în mărci populare de bere
„Chimicale eterne” au fost găsite în mărci populare de bere
Test de cultură generală. Cum au știut grecii antici circumferința Pământului?
Test de cultură generală. Cum au știut grecii antici circumferința Pământului?
(P) Diferența dintre policarbonatul compact și policarbonatul celular
(P) Diferența dintre policarbonatul compact și policarbonatul celular
Structuri care seamănă cu Sistemul Solar în tinerețe, detectate în centrul Căii Lactee
Structuri care seamănă cu Sistemul Solar în tinerețe, detectate în centrul Căii Lactee
Tot mai multe cazuri de cancer la femei din cauza încălzirii globale
Tot mai multe cazuri de cancer la femei din cauza încălzirii globale
India vrea cel mai avansat avion de vânătoare invizibil
India vrea cel mai avansat avion de vânătoare invizibil
Bărbații chinezi, avertizați să nu-și mai „cumpere soții” din Bangladesh
Bărbații chinezi, avertizați să nu-și mai „cumpere soții” din Bangladesh
Au avut nevoie de 22 de ani pentru a-l restaura. Semnificaţiile incredibile ascunse de Leonardo da Vinci în acest tablou
Au avut nevoie de 22 de ani pentru a-l restaura. Semnificaţiile incredibile ascunse de Leonardo da Vinci în acest tablou