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
Quincy Jones, omul care știut să facă totul mai bine decât oricine altcineva din divertisment. Producătorul lui Michael Jackson și al lui Frank Sinatra
Quincy Jones, omul care știut să facă totul mai bine decât oricine altcineva din divertisment. Producătorul lui Michael ...
Consumul de alcool la animale ar fi mai frecvent decât s-a crezut până acum
Consumul de alcool la animale ar fi mai frecvent decât s-a crezut până acum
DESCOPERĂ.ro, alegerea numărul 1 pentru pasionații de Știință și Tehnologie din România!
DESCOPERĂ.ro, alegerea numărul 1 pentru pasionații de Știință și Tehnologie din România!
Cardiologul Stanislav Rurac vorbește despre dieta pentru o inimă sănătoasă: „SĂ BEM SAU NU vin roșu și cafea” | Altceva cu Adrian Artene
Cardiologul Stanislav Rurac vorbește despre dieta pentru o inimă sănătoasă: „SĂ BEM SAU NU vin roșu și cafea” ...
Știai că gustul mâncării depinde de cum este tăiată?
Știai că gustul mâncării depinde de cum este tăiată?
Test de cultură generală. Care este diferența dintre arta modernă și arta contemporană?
Test de cultură generală. Care este diferența dintre arta modernă și arta contemporană?
Astronomii au descoperit una dintre stelele cu cea mai rapidă rotație din Univers
Astronomii au descoperit una dintre stelele cu cea mai rapidă rotație din Univers
Lemnul de santal, apreciat de întreaga lume pentru aromă, în pericol
Lemnul de santal, apreciat de întreaga lume pentru aromă, în pericol
Sex protejat pentru pescăruși? Orașul care vrea să le administreze păsărilor pilula contraceptivă
Sex protejat pentru pescăruși? Orașul care vrea să le administreze păsărilor pilula contraceptivă
O boală cauzată de implanturile mamare a devenit tot mai răspândită
O boală cauzată de implanturile mamare a devenit tot mai răspândită
Lucreţiu Pătrăşcanu, comunistul care nu semăna deloc cu „parveniţii” din PCR
Lucreţiu Pătrăşcanu, comunistul care nu semăna deloc cu „parveniţii” din PCR
Maghiarii vin să muncească în România, care nu mai este o ţară ieftină
Maghiarii vin să muncească în România, care nu mai este o ţară ieftină
Cel mai puternic bombardier strategic al Statelor Unite a participat la un exercițiu aerian comun în peninsula coreeană
Cel mai puternic bombardier strategic al Statelor Unite a participat la un exercițiu aerian comun în peninsula coreeană
Regele și regina Spaniei, întâmpinați de protestatari furioși în regiunea Valencia, afectată de inundații
Regele și regina Spaniei, întâmpinați de protestatari furioși în regiunea Valencia, afectată de inundații
Economiile pentru bătrâneţe de la 8 milioane de români finanțează proiectul Neptun Deep din Marea Neagră
Economiile pentru bătrâneţe de la 8 milioane de români finanțează proiectul Neptun Deep din Marea Neagră
Miranda, luna lui Uranus, ar putea avea un ocean sub suprafața sa, indică un studiu
Miranda, luna lui Uranus, ar putea avea un ocean sub suprafața sa, indică un studiu
Campioana Gretel Bergmann, refuzată de Hitler la Jocurile Olimpice din 1936 de la Berlin
Campioana Gretel Bergmann, refuzată de Hitler la Jocurile Olimpice din 1936 de la Berlin
Creierul uman înțelege propozițiile scrise mai repede decât credeam, relevă un studiu
Creierul uman înțelege propozițiile scrise mai repede decât credeam, relevă un studiu