Зафиксирован загадочный эффект воды

31.08.2021

Ученые Национальной ускорительной лаборатории SLAC при Министерстве энергетики США, Стэнфордского университета и Стокгольмского университета в Швеции впервые сделали прямое наблюдение того, как атомы водорода в молекулах воды взаимодействуют с соседними молекулами при возбуждении лазерным светом.

Каждая молекула воды содержит один атом кислорода и два атома водорода, а сеть водородных связей между положительно заряженными атомами водорода в одной молекуле и отрицательно заряженными атомами кислорода в соседних молекулах удерживает молекулы вместе. Сеть водородных связей определяет загадочные свойства воды, но до недавнего времени исследователи не могли напрямую наблюдать эффекты, возникающие при взаимодействии молекул воды со своими соседями, на атомном уровне.

Новое исследование впервые напрямую демонстрирует, что реакция сети водородных связей на импульс энергии критически зависит от квантово-механической природы того, как атомы водорода распределены в пространстве. Проблема была решена с помощью SLAC MeV-UED, высокоскоростной "электронной камеры", которая фиксирует малозаметные движения молекул через рассеивание мощного пучка электронов от образца.

Ученые создали струи жидкой воды толщиной 100 нанометров и заставили молекулы вибрировать с помощью инфракрасного лазерного света. Затем они направили на молекулы короткие импульсы высокоэнергетических электронов. В результате были получены снимки изменяющейся атомной структуры молекул с высоким разрешением. Оказалось, что когда возбужденная молекула воды начинает вибрировать, ее атом водорода притягивает атомы кислорода соседних молекулам воды ближе, прежде чем оттолкнуть их с вновь обретенной силой, расширяя пространство между молекулами.

<< Назад: Гравитационный аккумулятор 31.08.2021

>> Вперед: Геймерская носимая колонка Panasonic SoundSlayer WIGSS 30.08.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Использование Солнца в качестве гигантского телескопа 02.06.2024 Идея использования Солнца в качестве гигантского телескопа была впервые предложена Альбертом Эйнштейном еще в 1936 году. В своих расчетах он показал, что массивные объекты, такие как Солнце, могут искривлять пространство-время, изменяя траекторию света. В наше время NASA намерено воплотить эту концепцию в жизнь, чтобы исследовать удаленные экзопланеты с беспрецедентной точностью. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, массивные тела изгибают пространство-время, создавая эффект гравитационной линзы. Этот феномен уже используется в астрономии для наблюдения далеких объектов, как это делает космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), который использует массивные галактики и черные дыры для усиления своих наблюдений. Эйнштейн предположил, что в пределах нашей Солнечной системы существует область, где гравитация Солнца фокусирует свет от далеких объектов. Эта область находится примерно в 550 астрономических единицах (АЕ) от Солнца. Для справки, одна астрономическая единица равна расстоянию между Землей и Солнцем. Размещение телескопа в этой области позволит наблюдать за экзопланетами с невероятной детализацией без необходимости создания огромных и дорогостоящих телескопов. Идея была развита исследователем Фоном Расселом Эшлеманом в 1979 году. Он предложил использовать гравитационное поле Солнца как сферическую линзу для усиления излучения от удаленных источников вдоль фокальной линии. Космический аппарат, находящийся на этой линии, мог бы наблюдать, прослушивать и передавать данные на межзвездные расстояния с использованием оборудования, сравнимого по размеру и мощности с тем, что применяется для межпланетных миссий. Применение гравитационных линз для наблюдения за далекими объектами уже практикуется, но оно ограничено расположением этих объектов и случайными совпадениями. Использование космического аппарата, который можно разместить в нужной точке на противоположной стороне от Солнца, позволит астрономам целенаправленно исследовать интересующие их объекты, значительно расширяя возможности наблюдений. Проект III фазы Института передовых концепций NASA предполагает, что такой подход позволит получать изображения поверхностей экзопланет с разрешением, достаточным для различения объектов размером около 25 километров. Это откроет новые возможности для изучения пригодности экзопланет для жизни. Эйнштейн сомневался в том, что человечество когда-либо сможет достичь необходимых для этой задачи расстояний, но современные технологии делают это реальным. Например, космический аппарат "Вояджер-1" преодолел чуть более 160 астрономических единиц с момента запуска в 1977 году. NASA планирует использовать "роевую архитектуру" малых спутников с солнечными парусами, чтобы доставить аппарат в нужное место всего за 25 лет. Использование Солнца в качестве гигантского телескопа открывает новые горизонты в изучении космоса. Эта идея, предложенная еще Альбертом Эйнштейном, становится все более реальной благодаря современным технологиям и планам NASA. Успешная реализация этой концепции позволит астрономам исследовать далекие экзопланеты с беспрецедентной точностью, приближая нас к ответу на вопрос о существовании жизни за пределами Земли.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026