Частиците Се Разхождат По Стените, Докато Физиците Гледат

{h1}

Физиците са измерили времето на странното квантово тунелно явление, което позволява на частиците да преминават през стени.

Понякога частиците могат да преминават през стени.

Макар да звучи като научна фантастика, явлението е добре документирано и дори се разбира според причудливите правила, които управляват микроскопичния свят, наречен квантова механика.

Сега учените са измерили времето на този трик за преминаване през стени по-точно от всякога и отчитат резултатите си в днешния брой (17 май) на списанието Nature.

Процесът се нарича квантово тунелиране и се случва, когато частица премине през бариера, която на пръв поглед не би трябвало да може. В този случай учените измерват избягащите от атомите електрони, без да имат необходимата енергия за това. В нормалния свят около нас това би било като едно дете да скача във въздуха и по някакъв начин да изчисти цяла къща. [Графика: Обяснени най-малките частици на природата]

Квантовото тунелиране е възможно поради естеството на вълната на материята. Както звучи объркващо, в квантовия свят частиците често действат като вълни от вода, а не билярдни топки. Това означава, че електрон не съществува на едно място в един момент и с една енергия, а по-скоро като вълна от вероятности.

„Електроните се описват от вълнови функции, които плавно се простират отвътре до външната страна на атомите - част от електрона винаги е извън атома“, обяснява физикът Манфред Лейн от Leibniz Universität Хановер в Германия в съпътстващо есе в същия брой на Nature,

Сега физиците, водени от Дрор Шафир от Израелския научен институт Вайзман, подтикнаха електроните да тунелират от атомите и измерват, когато го направят, в рамките на 200 атосекунди (атосекунда е 10-18 секунди или 0,000000000000000001 секунди).

Изследователите са използвали лазерна светлина, за да потушат енергийната бариера, която нормално да хване електрон в хелиевия атом. Този лазер намали силата на бариерата достатъчно точно, за да може един електрон да няма енергията, необходима да избяга от атома, но може да изневери и да тунелира. (Лазерът също връща електрона обратно към своя родителски атом, след като той тунелира.)

"Ние знаем електронните тунели през много кратък прозорец", заяви Нирит Дудович от института на Weizmann, член на екипа за експерименти. "Опитваме се да проследим до точката, в която електронът напусна бариерата и да кажем точно кога по време на цикъла електронът напусна бариерата."

За да измерват това, физиците потърсиха фотона светлина, който се получава, когато електрон се присъедини към атома след тунелиране през. В някои случаи учените са използвали лазер, за да изхвърлят електрона, като не му позволяват да се рекомбинира с атома.

"Това е ритник, зависим от времето", каза Дудович пред WordsSideKick.com. "В крайна сметка това ни казва нещо за точката, в която електронът беше освободен. Резултатът е, че тунелирането се случва за по-малко от няколкостотин атосекунди."

Това е първият път, в който учените успяха да определят, когато електрон се тунелира през атом. Преди това теоретичните изчисления са предвиждали времето на квантово тунелиране, но никога досега не е било пряко измервано с тази точност.

Резултатите могат да помогнат на учените да разберат други супербързи процеси, които разчитат на квантово тунелиране.

"Знаем, че този феномен инициира много бързи процеси, които са много основни по природа", каза Дудович. "Така че можем да мислим за това, тъй като наистина измервахме първата стъпка в много процеси в природата."

Можете да следите старшата писателка на WordsSideKick.com Клара Московиц в Twitter @ClaraMoskowitz, За повече научни новини, следвайте WordsSideKick.com в Twitter @WordsSideKick.com.


Видео Добавка: Die 5 Biologischen Naturgesetze - Die Dokumentation.




Изследване


„Течни“ Котки И Големи Уши За Възрастни Мъже: Хумористични Изобилия От Изследвания При Ig Нобелите
„Течни“ Котки И Големи Уши За Възрастни Мъже: Хумористични Изобилия От Изследвания При Ig Нобелите

Зомбитата Се Разпадат По Същия Начин Като Хората?
Зомбитата Се Разпадат По Същия Начин Като Хората?

Наука Новини


Любовта На Майката Може Да Държи Лекаря Далеч
Любовта На Майката Може Да Държи Лекаря Далеч

Етичните Дилеми На Безсмъртието
Етичните Дилеми На Безсмъртието

Уф, Когато Тези Звезди Умират, Те Вероятно Ще Получат Пясък Навсякъде
Уф, Когато Тези Звезди Умират, Те Вероятно Ще Получат Пясък Навсякъде

Човешкият Труп На Мозъка Може Да Осигури Нови Стволови Клетки
Човешкият Труп На Мозъка Може Да Осигури Нови Стволови Клетки

Как Се Използва Прахообразен Активен Въглен?
Как Се Използва Прахообразен Активен Въглен?


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com