Физики: механизм реакции ультрахолодных атомов

Физики: механизм реакции ультрахолодных атомов

Результаты исследования физиков Университета штата Канзас помогли ученым точно предсказать ранее непредсказуемое. Юйцзюнь Ван, научный сотрудник Лаборатории Джеймса Р. Макдональда при Университете штата Канзас, и Поль Жюльенн из Университета Мэриленда теоретически спрогнозировали механизм химических реакций между тремя атомами при ультрахолодных температурах. Их результаты помогают объяснить вероятный исход химической реакции и пролить новый свет на таинственные квантовые состояния.

Научный журнал «Nature Physics» недавно опубликовал статью «Универсальная физика Ван-дер-Ваальса для трех холодных атомов вблизи резонансов Фешбаха». В ходе теоретических исследований Ван и Жульенн разработали прочную, но простую модель, которая успешно предсказывает, как происходят в атомные реакции при ультрахолодных температурах. Их модель, которую по праву считают лучшей из имеющихся на сегодняшний день, основана на физике вращения атомов, а также на силах Ван-дер-Ваальса – силы притяжения дальнего действия между формирующимися молекулами.

«В течение долгого времени имело место убеждение, что этот вид реакции между тремя и более частицами слишком трудно предсказать, потому что их взаимодействие очень сложно, — сказал Ван. — Теперь, в результате последовательных наблюдений это исследование показало, что теоретическое предсказание возможно». Эти выводы могут направлять исследования в области химической инженерии, молекулярной физики и других областях, потому что модель дает ученым в значительной степени точное представление о том, как атомы связываются и образуют молекулы, как сказал Ван.

Кроме того, работа может помочь ученым понять эффект Ефимова. Эффект Ефимова (впервые был предсказан в начале 1970-х годов) — это то, что происходит, когда два атома, которые обычно отталкиваются друг от друга, становятся слабо связанными при введении третьего атома. В результате все три атома слипаются, несмотря на попытку отталкиваться друг от друга — реакция, которая не поддается объяснению с помощью имеющихся знаний.

«Это довольно странное механическое явление в квантовой механике, которое не может быть понято с помощью классической модели физики, — говорит Ван. — Детали эффекта Ефимова, казалось бы, случайны и, следовательно, сложны для изучения. Но, поскольку мы показали, что наша атомная модель и расчеты могут довольно точно предсказать положение таких молекулярных состояний, у нас есть новые знания, которые могут помочь нам обойти старые барьеры».

Newsland.ru

Похожие новости:
Падающие атомы проверили закрученность пространства-времени
Физики из университетов Гуаньчжоу и Сунь Ятсена проверили универсальность гравитации по отношению к объектам, обладающим различным спином. С точностью вплоть до десятимиллионных долей авторам удалось показать, что свободное падение для атомов рубидия не зависит от их собственного момента импульса. Этот результат ..
2016-07-09 2129 0 Научные открытия
4
Физики увидели «нанозвезды» на фоне «сверхпроводящей вселенной»
Российские физики вместе с французскими коллегами впервые увидели возбужденные состояния вокруг единичных магнитных атомов железа. Они обнаружили, что магнитные атомы создают возмущения, которые выглядят как осциллирующие «нанозвезды» на фоне «сверхпроводящей вселенной». Результаты своих исследований авторы ..
2015-10-13 1650 0 Научные открытия
-1
Точная оценка числа Авогадро поможет дать новое определение килограмма
Международный коллектив ученых предложил усредненное значение числа Авогадро, рассчитанное на основе их предыдущих экспериментов. Поскольку это число связано со многими важными константами физики, оно имеет большое значение для нового определения понятия килограмма, которое планируют представить в 2018 ..
2015-07-15 6478 0 Научные открытия
0
Ученые усомнились в реальности борофена
Две группы химиков пришли к противоположным выводам о возможности существовании аналога графена, составленного из атомов бора. Ученым из Университета Брауна и китайского Университета Цинхуа удалось получить молекулу, напоминающую фрагмент такого вещества; ученые из МФТИ и Нанкинского университета ..
2014-02-06 1358 0 Научные открытия
0
Физики создали источник равных одиночных фотонов
Физики из Швейцарии, Франции и Германии создали источник света, который испускает одиночные фотоны равной длины волны. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Communications, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Phys.org. Созданный учеными источник ..
2015-09-08 3776 0 Научные открытия
1
Физики создали новую форму материи
Ученые из Массачусетского технологического института в США создали сверхтекучее твердое тело из атомов натрия. Для этой цели они использовали лазеры, с помощью которых им удалось придать квантовой жидкости (конденсату Бозе-Эйнштейна) структуру, характерную для кристаллов. Статья исследователей опубликована в журнале Nature.Конденсат ..
2017-03-05 7830 0 Научные открытия
2
Физики сфотографировали атом водорода
Группа ученых из Германии, Греции, Нидерландов, США и Франции получила снимки атома водорода. На этих изображениях, полученных при помощи фотоионизационного микроскопа, видно распределение электронной плотности, которое полностью совпадает с результатами теоретических расчетов. Работа международной группы представлена ..
2013-05-27 2351 1 Научные открытия
0
Ученые впервые увидели движение атома в кристалле
Ученые из США, Японии и Австралии впервые наблюдали движение атома внутри объемного материала. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Окриджской национальной лаборатории. Ученые наблюдали диффузию ..
2014-10-15 1791 0 Научные открытия
0
Ученые показали танцующие атомы кремния
Физики из Национальной лаборатории Оук-Ридж запечатлели «танцующие» атомы кремния. Статью об этом ученые опубликовали в журнале «Nature» Краткое содержание статьи доступно, в пресс-релизе на сайте лаборатории. Там же размещено видео (.mov) «танца». Ученые продемонстрировали необычное поведение частиц, поместив ..
2013-04-4 2046 0 Научные открытия
4
Впервые получено изображение движения атомов в молекуле
Впервые было получено изображение вибрации двух атомов в молекуле с помощью новой сверхбыстрой камеры.  Команда из государственных университетов штатов Огайо и Канзас использовали сверхбыстрые лазерные импульсы, чтобы выбить один электрон из его орбиты в молекуле. Через короткий ..
2012-03-12 2703 0 Научные открытия
0
Экспериментально подтверждена возможность коллапса атомов
Положительный заряд ядра и отрицательный — электрона находятся в состоянии баланса, оттого электрон на ядро не падает и не улетает от него. И всё-таки при определённых условиях этот баланс должен нарушаться, то есть электрон обязан в прямом смысле валиться на ядро, вызывая ..
2013-03-18 2308 0 Научные открытия
0
Физики побили рекорд устойчивости одноатомных магнитов
Физики из Федеральной политехнической школы Лозанны создали рекордно устойчивый магнит, состоящий из одного атома. Частица способна сохранять свое магнитное состояние при температуре в 30 кельвинов. Время, в течение которого атом может сохранять информацию, достигает 25 минут при 10 кельвинах. ..
2016-04-17 1603 0 Научные открытия
0
Придумано описывающее самозарождение жизни уравнение
Ученые из США и Великобритании предложили уравнение, описывающее число миров, жизнь в которых возникла в результате самозарождения, а не была привнесена с других планет. Исследование ученых опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences и доступно на сайте arXiv.org.Число образуемых в единицу времени ..
2016-07-07 1935 0 Научные открытия
0
Впервые измерена сила взаимодействия частиц антиматерии
Участники коллаборации STAR, включающей исследователей из России, впервые смогли измерить силу взаимодействий между частицами антиматерии — антипротонами, то есть античастицами по отношению к протонам. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature.Эксперименты проводились на релятивистском коллайдере тяжелых ионов ..
2015-11-05 1609 0 Научные открытия
0
Ученые научились передвигать макрообъекты с помощью света
Международная группа физиков продемонстрировала систему, в которой с помощью света управляла движением макрообъекта – 30-микронного стеклянного "пончика", используя квантово-механические законы микромира. Статья с результатами работы ученых опубликована в журнале Nature. Краткое ее изложение приводится в пресс-релизе ..
2012-02-8 2077 1 Научные открытия
0