Κατανοώντας τη συμπεριφορά των μεμονωμένων ηλεκτρονίων

Μια άποψη για ένα νέο λέιζερ που εκπέμπει υπέρ-βραχείς παλμούς φωτός για την κατανόηση των χημικών αντιδράσεων
Μια διεθνής ομάδα ερευνητών εργάζεται πάνω σε μια νέα μέθοδο κατανόησης του τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια των χημικών αντιδράσεων. Η προσέγγιση τους είναι εξαιρετικά περίπλοκη, καθώς περιλαμβάνει την παρακολούθηση της συμπεριφοράς των μεμονωμένων ηλεκτρονίων, καθώς συμβαίνει η χημική αντίδραση.  
Η προσπάθεια αυτή είναι τρομερά δύσκολη, δεδομένου ότι το ηλεκτρόνιο ολοκληρώνει μια πλήρη τροχιά γύρω από ένα ατομικό πυρήνα μέσα σε μόλις 151 attoseconds. Το  attoseconds είναι ένα δισεκατομμυριοστό του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου, ή ίσο με το χρόνο που χρειάζεται το φως για να ταξιδέψει το μήκος τριών ατόμων υδρογόνου.
Οι ερευνητές βασικά προσπαθούν να δημιουργήσουν συσκευές λέιζερ ικανές να απελευθερώνουν παλμούς φωτός που να διαρκούν μόνο ένα αττοδευτερόλεπτο. Αυτό θα δώσει τη δυνατότητα μιας σαφέστερης κατανόησης για το πώς συμβαίνουν οι χημικές αντιδράσεις.
Αυτές οι αλληλεπιδράσεις θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε τι συμβαίνει στο μοριακό και ατομικό επίπεδο, ένας κεντρικός στόχος στην χημική έρευνα για δεκαετίες. Μόλις μάθουν αυτές τις συμπεριφορές, τότε οι ερευνητές θα μπορούσαν να ξεκινήσουν την ανάπτυξη τρόπων εφαρμογής τους στην μηχανική, τη φαρμακευτική έρευνα και ούτω καθεξής.
"Εάν μπορέσουμε να δημιουργήσουμε ένα παλμό που να έχει μικρότερη διάρκεια από 151 attoseconds, τότε θα μπορέσουμε να διερευνήσουμε δυναμικά τι συμβαίνει σε αυτό το χρονικό διάστημα”, εξηγεί ο καθηγητής Franz Kaertner του MIT και επικεφαλής της έρευνας .
"Μέχρι τώρα μπορούσαμε να τραβήξουμε εικόνες με φλας στην διάρκεια από 1 μικροδευτερόλεπτο έως 1 νανοδευτερόλεπτο”, προσθέτει.
Για τη μέτρηση της δυναμικής των ηλεκτρονίων, η ομάδα χρησιμοποιεί μια ειδική φασματοσκοπική τεχνική, που απαιτεί μια σημαντική ένταση του παλμού, κάτι που τα προηγούμενα λέιζερ αττοδευτερολέπτων δεν μπορούσαν να προσφέρουν.
Γι αυτό και η ομάδα έχει ήδη ξεκινήσει την κατασκευή του νέου λέιζερ. Οι ερευνητές εξηγούν ότι το μηχάνημα θα είναι σε θέση να παράγει τους απαιτούμενους παλμούς, συνδυάζοντας φως σε διάφορα μήκη κύματος.
Δεν είναι όμως βέβαιο αν η ομάδα αυτή πετύχει την προσπάθειά της, όμως οι επιστήμονες είναι σίγουροι για τους λίγους δρόμους έρευνας που έχουν στη διάθεσή τους. Πιστεύουν ότι, σε λίγα χρόνια, μπορεί να είμαστε σε θέση να σπάσουμε τελικά το μυστήριο γύρω από τις ατομικές αλληλεπιδράσεις κατά τη διάρκεια χημικών αλληλεπιδράσεων.

Πηγή: MIT    Μετάφραση : Physics 4u

Σχόλια

Δημοσίευση σχολίου

Δημοφιλείς αναρτήσεις