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
T. Rex trecea printr-o perioadă de creștere rapidă în timpul adolescenței
T. Rex trecea printr-o perioadă de creștere rapidă în timpul adolescenței
Picturile rupestre erau ”inspirate” de substanțe halucinogene
Picturile rupestre erau ”inspirate” de substanțe halucinogene
Cum arăta prima Dacia 1100 scoasă pe linia de producţie a uzinei de la Mioveni
Cum arăta prima Dacia 1100 scoasă pe linia de producţie a uzinei de la Mioveni
O specie de viespi creează probleme zborurilor cu avionul
O specie de viespi creează probleme zborurilor cu avionul
Un algoritm poate rezuma un articol într-o singură propoziție
Un algoritm poate rezuma un articol într-o singură propoziție
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
Două vaccinuri anti-coronavirus ar putea fi disponibile în SUA înainte de Crăciun
Două vaccinuri anti-coronavirus ar putea fi disponibile în SUA înainte de Crăciun
Evitarea unor efecte nefaste ale încălzirii climatice asupra Africii ar fi posibilă prin reducerea cantității de raze solare
Evitarea unor efecte nefaste ale încălzirii climatice asupra Africii ar fi posibilă prin reducerea cantității de raze ...
Momente inedite din pădure: Un urs descoperă și analizează o cameră video de monitorizare a faunei
Momente inedite din pădure: Un urs descoperă și analizează o cameră video de monitorizare a faunei
Mai mulţi japonezi au murit din cauza sinuciderii luna trecută decât de COVID-19 în 2020
Mai mulţi japonezi au murit din cauza sinuciderii luna trecută decât de COVID-19 în 2020
China încearcă să schimbe povestea originii noului coronavirus. De unde susține că ar proveni COVID-19
China încearcă să schimbe povestea originii noului coronavirus. De unde susține că ar proveni COVID-19
Propunerea Germaniei legată de vaccinarea împotriva coronavirusului
Propunerea Germaniei legată de vaccinarea împotriva coronavirusului
5 lucruri pe care trebuie să le știi despre Skoda Octavia, modelul cu șanse mari să ajungă Mașina Anului 2021 în România
5 lucruri pe care trebuie să le știi despre Skoda Octavia, modelul cu șanse mari să ajungă Mașina Anului 2021 în România
Rămășițele unui fort vechi de 3.000 de ani, din vremea regelui David, descoperite în Israel
Rămășițele unui fort vechi de 3.000 de ani, din vremea regelui David, descoperite în Israel
Un astronom amator a identificat sursa semnalului Wow!, o stea în jurul căreia ar putea exista exoplanete locuibile
Un astronom amator a identificat sursa semnalului Wow!, o stea în jurul căreia ar putea exista exoplanete locuibile
Armata Statelor Unite ale Americii dezvoltă tehnologie prin care va putea citi gândurile soldaților
Armata Statelor Unite ale Americii dezvoltă tehnologie prin care va putea citi gândurile soldaților
Sfaturi pentru amenajarea și întreținerea unei biblioteci
Sfaturi pentru amenajarea și întreținerea unei biblioteci
Cine a fost, în realitate, marele câştigător al Războiului Rece?
Cine a fost, în realitate, marele câştigător al Războiului Rece?