Blog > Komentarze do wpisu
Krócej niż mgnienie oka

Chemia. Ale nie ta ciężka, kojarzona z wielkimi zakładami, ale taka malutka, zachodząca na poziomie subkomórkowym. Gdybyśmy mogli ją kontrolować, uzyskalibyśmy niebywały wpływ na procesy rządzące naszym życiem. Najpierw jednak musimy mieć narzędzia pozwalające obserwować reakcje chemiczne zachodzące bardzo szybko - naprawdę bardzo szybko. Jak donosi Nature Physics, francusko-brytyjsko-polska grupa badawcza dokonała ostatnio znaczącego postępu w kierunku konstrukcji takich urządzeń.

Jeśli na cząsteczkę chemiczną padnie światło lasera, może ono wyrwać z niej elektron. Światło jest falą i w drugiej połówce okresu kierunek pola elektrycznego ulega odwróceniu. Jeśli odpowiednio dobrać energię i czas trwania impulsu laserowego, wyrwany elektron jest wtedy przyspieszany w stronę macierzystej cząsteczki i zostaje przez nią wychwycony. Oddaje przy tym energię, wysyłając bardzo krótkie impulsy promieniowania o częstotliwości w zakresie miękkiego promieniowania rentgenowskiego. „Kształt tych impulsów potrafimy mierzyć z dokładnością do 50 attosekund", mówi współautor eksperymentu, Leszek Frasiński z londyńskiego Imperial College. Jedna attosekunda to 0,000 000 000 000 000 001 sekundy. „50 attosekund jest tyle razy krótsze od jednej sekundy, ile razy jedna sekunda jest krótsza od czasu, jaki upłynął odkąd życie wyszło z oceanów na ląd", tłumaczy Frasiński. Trzeba jednak zadbać o mnóstwo skomplikowanych szczegółów, zwłaszcza o odpowiednią energię lasera. „Jeśli energia będzie za duża, z cząsteczki wyrwie się kilka elektronów i zrobi się straszny bałagan", mówi inny uczestnik eksperymentu, Marek Stankiewicz z Uniwersytetu Jagiellońskiego.

To jednak tylko połowa obrazka. Drugą połowę stanowią subtelne efekty kwantowe. Tak z powracającym elektronem, jak i z macierzystą cząsteczką związane są fale materii. Kształt wysyłanych impulsów zależy od wzajemnej interferencji tych fal. Oddziaływanie powracającego elektronu z rdzeniem cząsteczki można uznać za bardzo wyrafinowaną wersję doświadczenia Younga, w którym rolę „szczelin" odgrywają atomowe centra rozpraszania. Sukces najnowszego eksperymentu polega na tym, iż uczonym udało się bardzo precyzyjnie kontrolować kwantową interferencję: za pomocą dodatkowego impulsu laserowego kontrolowali odpowiednie ustawienie cząsteczek wyrzucających z siebie, a potem wychwytujących elektrony.

Doskonała kontrola czasu trwania i kształtu impulsów pozwala myśleć o konstrukcji mikroskopów elektronowych nowej generacji, mogących nie tylko rozróżniać poszczególne atomy w cząsteczkach, ale nawet obserwować ruch elektronów w wiązaniach chemicznych.

poniedziałek, 30 czerwca 2008, pfg

Polecane wpisy

  • Petaflopowy Struś Pędziwiatr

    W czerwcu, w Los Alamos National Laboratory , ruszył najszybszy komputer świata. Komputer ten wykonuje ponad 1,026 biliarda operacji na sekundę, osiąga więc mo

  • Synchrotronowy van Gogh

    Vincent van Gogh , któregodzieła biją dziś wszelkie rekordy cenowe, za życia sprzedał bodajże jeden obraz. Żył w biedzie. Żeby trochę zaoszczędzić, przemalowywa

  • Wielkie zamieszanie

      Ławice pływają w wodzie, ale też woda płynie poruszana przez ławice. Jest to zjawisko na zaskakująco wielką skalę. Drobne kryle potrafią zmieszać do wodę

Komentarze
ethefor
2008/06/30 23:11:11
Ciekawe, a czy gdy w przyszłości będzie możliwość kontrolowania tych attosekundowych procesów?
-
pfg
2008/06/30 23:57:42
Na to (my, ludzkość) liczymy, ale to jednak pieśń przyszłości.
Poza tym dziękuję za regularne odwiedziny na naszym blogu.