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

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
Un studiu fără precedent sugerează că procesul de îmbătrânire nu poate fi oprit
Un studiu fără precedent sugerează că procesul de îmbătrânire nu poate fi oprit
Sânzienele. Intrare gratuită la Muzeul Satului Dimitrie Gusti pentru cei care vin îmbrăcați în ie
Sânzienele. Intrare gratuită la Muzeul Satului Dimitrie Gusti pentru cei care vin îmbrăcați în ie
Comisia Europeană sprijină cercetătorii cu peste 8oo de milioane de euro în acest an
Comisia Europeană sprijină cercetătorii cu peste 8oo de milioane de euro în acest an
Coreea de Nord, avertisment către Statele Unite
Coreea de Nord, avertisment către Statele Unite
Unghiile microcipate, o nouă modă. Cum funcționează unghiile inteligente
Unghiile microcipate, o nouă modă. Cum funcționează unghiile inteligente
Prinţesa Latifa, care a acuzat că este ţinută captivă de familia sa, a fost văzută în Europa
Prinţesa Latifa, care a acuzat că este ţinută captivă de familia sa, a fost văzută în Europa
Australia se opune încadrării Marii Bariere de Corali în categoria siturilor „în pericol”
Australia se opune încadrării Marii Bariere de Corali în categoria siturilor „în pericol”
Palatul Cotroceni, un loc marcat de numeroase evenimente istorice
Palatul Cotroceni, un loc marcat de numeroase evenimente istorice
Studiu: Vaccinurile Pfizer şi AstraZeneca sunt eficiente împotriva tulpinii Delta a coronavirusului
Studiu: Vaccinurile Pfizer şi AstraZeneca sunt eficiente împotriva tulpinii Delta a coronavirusului
O filmare apărută pe rețelele de socializare din China arată o rachetă prăbușită în mijlocul unui câmp
O filmare apărută pe rețelele de socializare din China arată o rachetă prăbușită în mijlocul unui câmp
Cum va fi vremea în următoarea perioadă. Caniculă și precipitații, mai ales în sud și est
Cum va fi vremea în următoarea perioadă. Caniculă și precipitații, mai ales în sud și est
Vaccinul dezvoltat de acest medic a salvat milioane de vieţi
Vaccinul dezvoltat de acest medic a salvat milioane de vieţi
Varianta Delta a coronavirusului, tot mai prezentă la nivel global. Alexandru Rafila spune ce este de făcut
Varianta Delta a coronavirusului, tot mai prezentă la nivel global. Alexandru Rafila spune ce este de făcut
Câți dintre români nu vor reveni la obiceiurile de cumpărare anterioare pandemiei
Câți dintre români nu vor reveni la obiceiurile de cumpărare anterioare pandemiei
Discul de aur, simbol al orașului Cuzco, se întoarce în Peru după mai bine de 100 de ani
Discul de aur, simbol al orașului Cuzco, se întoarce în Peru după mai bine de 100 de ani
Iată cât de rapid ar putea o civilizație extraterestră să colonizeze galaxia Calea Lactee
Iată cât de rapid ar putea o civilizație extraterestră să colonizeze galaxia Calea Lactee
Un studiu clinic sugerează că depresia ar putea fi tratată cu gaz ilariant
Un studiu clinic sugerează că depresia ar putea fi tratată cu gaz ilariant
Unde se poate respira cel mai curat aer din Europa
Unde se poate respira cel mai curat aer din Europa