Новости химической науки > Физики создали «Атом Бора» с миллиметровым радиусом

Почти через век после того, как датский физик Нильс Бор предложил планетарную теорию строения атома водорода, исследователи из Университета Райса создали гигантский атом с радиусом в один миллиметр, напоминающий планетарную модель более, чем результаты любого другого эксперимента.

Используя лазерные лучи и электрические поля, физики смогли отследить «локализованный» электрон, «движущийся по орбите» вокруг ядра атома калия. (Рисунок: Rice University)

В 1913 году Бором была предложена первая успешная теоретическая модель атома, в рамках которой предполагалось, что электроны движутся по орбитам вокруг атомного ядра аналогично планетам, обращающимся вокруг звезды. Модель Бора позволила более глубоко понять как химические, так и оптические свойства атомов, и была награждена Нобелевской премией в 1922 году. Однако позже представления об электронах, путешествующих по дискретным стационарным орбитам, были вытеснены квантово-химическими представлениями, основанными на отсутствии у электрона точного положения и введением понятия волновой функции.

По словам Барри Даннинга (Barry Dunning) и Хелен Ворден (Helen Worden) из Университета Райса, в достаточно большой системе квантовые эффекты движения электронов даже на атомном уровне могут трансформироваться в законы классической механики, применявшиеся в модели Бора. Исходя из этого предположения, исследователи, используя высоковозбужденные атомы Ридберга и серии пульсирующих электрических полей, смогли управлять движением электрона и заставить его двигаться по круговой, планетообразной орбите.

Используя лазеры, исследователи возбудили атомы калия до крайне высоких энергетических уровней. Применение к таким возбужденным системам тщательно подобранных электрических импульсов позволило направить электроны двигаться по «локализованным» орбитам, располагающимся на расстоянии около миллиметра от ядра атома. Даннинг утверждает, что новые эксперименты показали, что электроны могут оставаться на стационарных орбитах и вести себя как классические частицы.

Источник: Rice University press release

метки статьи: #квантовая химия, #физическая химия