Такое явление крайне сложно изучать и наблюдать не только из-за малых
размеров электронов и атомных ядер, но и потому, что все события
происходят в мгновения ока - в течение считанных аттосекунд (одна
аттосекунда равна 10 в минус 18 степени секунды).
Ворнер и его коллеги смогли наблюдать за движением электронов через
коническое пересечение, подсвечивая атомы азота и кислорода при помощи
сверхмощных импульсов ультрафиолетового излучения, которые испускало
специальное устройство из нескольких высокоскоростных лазеров.
"Наш эксперимент можно сравнить с фотографированием пролета пули
через яблоко. Пуля летит слишком быстро для затвора камеры, в результате
чего мы получим "смазанное" изображение. Поэтому мы оставили "затвор"
открытым, и освещали атом-"яблоко" при помощи коротких импульсов света.
Именно так мы смогли получить наши "фотографии", - пояснил руководитель
работы.
Первый импульс света от "фотоаппарата" Ворнера и его коллег
"выдергивал" электрон с его "насиженного места", а второй, менее
интенсивный, возвращал его обратно. После этого "путешествия" электрон
испускал фотон, который указывал исследователям на точное
пространственное положение его "прародителя".
Как отмечают ученые, каждый электрон уникальным образом связан с
орбиталью, которую он покидает, и поэтому ложные сигналы, поступающие от
других электронов и даже других атомов, можно отделить от координат
"нужной" частицы.
В целом, опыты авторов статьи подтвердили современные теории движения
электронов во время химической реакции и взаимодействия электронных
орбиталей в молекулах сложных веществ.
"Мы смогли проверить и доказали состоятельность современных теоретических моделей", - отметил Ворнер.
Авторы статьи полагают, что их методика может быть использована для
наблюдения за другими реакциями, в частности, для изучения химических
процессов, протекающих в живых клетках.
|