Home » Știință » 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

Premieră demnă de Premiul Nobel: cercetătorii au observat comportamentul electronilor în timpul reacţiilor chimice
Publicat: 01.01.2019
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

Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Mulți oameni suferă fără să știe de „ura față de mișcare”
Mulți oameni suferă fără să știe de „ura față de mișcare”
Copiii neandethalieni ar fi colecționat fosile la fel cum cei de azi colecționează abțibilduri
Copiii neandethalieni ar fi colecționat fosile la fel cum cei de azi colecționează abțibilduri
(P) Când au început să se ofere cadourile pentru Crăciun?
(P) Când au început să se ofere cadourile pentru Crăciun?
De ce ne curge nasul de la mâncarea picantă?
De ce ne curge nasul de la mâncarea picantă?
Sunt alimentele fermentate bune pentru intestine sau doar delicioase?
Sunt alimentele fermentate bune pentru intestine sau doar delicioase?
Test de cultură generală. Cum sunt stabilite cursurile valutare?
Test de cultură generală. Cum sunt stabilite cursurile valutare?
Boomurile sonice ale rachetei Starship sunt atât de puternice încât ar putea deteriora structurile de la sol
Boomurile sonice ale rachetei Starship sunt atât de puternice încât ar putea deteriora structurile de la sol
Unul dintre marii producători de cărbune din lume renunță la extracție
Unul dintre marii producători de cărbune din lume renunță la extracție
Vești proaste pentru 4.000 de angajați Ford! Gigantul auto pregătește concedieri în Europa
Vești proaste pentru 4.000 de angajați Ford! Gigantul auto pregătește concedieri în Europa
Măsuri de securitate sporite la Machu Picchu după ce o femeie a împrăștiat cenușă umană în aer
Măsuri de securitate sporite la Machu Picchu după ce o femeie a împrăștiat cenușă umană în aer
Povestea desprinsă din cărţi a îndrăgitului Petre Ispirescu. Nu a făcut niciun an de şcoală, a fost la închisoare şi până la 50 de ani nu a părăsit niciodată localitatea natală
Povestea desprinsă din cărţi a îndrăgitului Petre Ispirescu. Nu a făcut niciun an de şcoală, a fost la închisoare ...
În ciuda amenințărilor globale, Marea Britanie renunță la nave de război, elicoptere și drone
În ciuda amenințărilor globale, Marea Britanie renunță la nave de război, elicoptere și drone
Un raport al Congresului SUA avertizează: China este acum o „ameninţare semnificativă”
Un raport al Congresului SUA avertizează: China este acum o „ameninţare semnificativă”
„Ciclon bombă” în nord-vestul Statelor Unite! Sute de mii de oameni au rămas fără curent
„Ciclon bombă” în nord-vestul Statelor Unite! Sute de mii de oameni au rămas fără curent
Elon Musk și Donald Trump au asistat împreună la o nouă lansare Starship
Elon Musk și Donald Trump au asistat împreună la o nouă lansare Starship
India vrea să construiască o stație spațială care orbitează Luna până în 2040
India vrea să construiască o stație spațială care orbitează Luna până în 2040
Un fenomen meteo bizar ar putea explica de ce fabricile declanșează ninsori
Un fenomen meteo bizar ar putea explica de ce fabricile declanșează ninsori
„Fluierul morții” al aztecilor are un efect ciudat asupra creierului uman
„Fluierul morții” al aztecilor are un efect ciudat asupra creierului uman