Home » Stiinta » 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

Autor: Alexandru Voiculescu 01.01.2019
Premieră demnă de Premiul Nobel: cercetătorii au observat comportamentul electronilor în timpul reacţiilor chimice
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

Cele mai noi articole
Putin a anunţat că Rusia a aprobat spre utilizare primul vaccin din lume împotriva coronavirusului. Una dintre fiicele lui ar fi fost deja vaccinată deși faza a treia de studiu nu s-a încheiat
Putin a anunţat că Rusia a aprobat spre utilizare primul vaccin din lume împotriva coronavirusului. Una dintre fiicele ...
Fungii de la Cernobîl ar putea să îi protejeze pe astronauți de radiațiile cosmice
Fungii de la Cernobîl ar putea să îi protejeze pe astronauți de radiațiile cosmice
10 factori asociați cu un risc crescut pentru apariția maladiei Alzheimer
10 factori asociați cu un risc crescut pentru apariția maladiei Alzheimer
Momentul în care un robot de 18 metri face primii pași
Momentul în care un robot de 18 metri face primii pași
O mumie egipteană veche de peste 2.000 de ani, investigată la un computer tomograf, la Cluj
O mumie egipteană veche de peste 2.000 de ani, investigată la un computer tomograf, la Cluj
Cum au evoluat costumele de baie de-a lungul istoriei. Top 30 de imagini unice
Cum au evoluat costumele de baie de-a lungul istoriei. Top 30 de imagini unice
Ziua în care murea ultimul monarh al Egiptului. Povestea ei avea să fie cunoscută milenii mai târziu
Ziua în care murea ultimul monarh al Egiptului. Povestea ei avea să fie cunoscută milenii mai târziu
Medicul Adrian Marinescu afirmă că există o soluție simplă prin care, în două săptămâni, să avem o îmbunătățire a crizei sanitare
Medicul Adrian Marinescu afirmă că există o soluție simplă prin care, în două săptămâni, să avem o îmbunătățire ...
Cele mai ciudate fobii ale oamenilor legate de animale
Cele mai ciudate fobii ale oamenilor legate de animale
China acuzată de spionaj industrial de către Taiwan
China acuzată de spionaj industrial de către Taiwan
PERSEIDE 2020. Cea mai spectaculoasă ploaie de meteori poate fi urmărită de astăzi
PERSEIDE 2020. Cea mai spectaculoasă ploaie de meteori poate fi urmărită de astăzi
Boeing oprește producția pentru 747 Jumbo Jet, cândva cele mai mari avioane de pasageri din lume
Boeing oprește producția pentru 747 Jumbo Jet, cândva cele mai mari avioane de pasageri din lume
Cum a ajuns Noua Zeelandă să nu mai aibă de 100 de zile cazuri noi de COVID-19
Cum a ajuns Noua Zeelandă să nu mai aibă de 100 de zile cazuri noi de COVID-19
Un impuls radio rapid detectat în Calea Lactee
Un impuls radio rapid detectat în Calea Lactee
A fost descoperită o vulnerabilitate de securitate la încuietorile inteligente
A fost descoperită o vulnerabilitate de securitate la încuietorile inteligente
Bolile mortale răspândite de animale sălbatice prosperă atunci când natura este distrusă
Bolile mortale răspândite de animale sălbatice prosperă atunci când natura este distrusă
SpaceX va furniza rachete pentru lansările Pentagonului
SpaceX va furniza rachete pentru lansările Pentagonului
Airbus va construi nava care va aduce primele mostre de sol marțian pe Terra
Airbus va construi nava care va aduce primele mostre de sol marțian pe Terra