Проведена самая холодная химическая реакция

30.11.2019

Всё, что происходит на уровне молекул и атомов, происходит настолько быстро, что это невозможно увидеть без использования сверхскоростных лазеров или других приемов. Происходящее во время химических реакций также попадает в эту категорию, но ученым из Гарвардского университета удалось произвести "самую холодную" химическую реакцию, охладив молекулы до малых долей градуса выше абсолютного нуля. И это позволило им увидеть и снять на видео то, что никто никогда не видел ранее - процесс обмена атомами между молекулами.

Абсолютный ноль (-273.15 градусов Цельсия, 0 Кельвинов) считается самой холодной возможной температурой, при которой все движение атомов и молекул полностью останавливается и в этих молекулах и атомах не остается "ни крупинки" тепловой энергии. В своих исследованиях Гарвардские ученые охладили молекулы до миллионных долей градуса выше абсолютного нуля, до 500 наноКельвинов, если быть точнее. Эта температура ниже любой температуры естественного происхождения, в самых холодных областях межзвездного пространства температура держится на уровне 3 Кельвинов.

Столь низкая температура была создана в камере эксперимента Cold Atom Lab, расположенного на борту Международной Космической Станции (МКС), который предназначен для проведения экспериментов при температурах около 100 наноКельвинов. В данном случае до столь низкой температуры охлаждался "газ", в состав которого входят атомы калия и рубидия. Когда молекулы такого газа сталкиваются, они обмениваются одним атомом, что приводит к появлению двух новых молекул, одной с двумя атомами калия и второй - с двумя атомами рубидия.

В обычных условиях такие реакции протекают очень быстро, ученым удавалось лишь отметить факт исчезновения двух оригинальных молекул и появление двух новых молекул. Происходящее же между этими двумя этапами оставалось загадкой до последнего времени. Однако охлаждение до ультранизкой температуры позволило замедлить эту реакцию в миллионы раз, что, в свою очередь, дало возможность рассмотреть и запечатлеть все происходящее.

Оказывается, что при столкновении двух молекул рубидия-калия образуется одна промежуточная молекула, состоящая из двух атомов рубидия и двух атомов калия. После этого ученым удалось увидеть, как "ломаются" атомарные связи в этой молекуле и она принимает новую форму, разделяясь, в конце концов, на две новые независимые молекулы.

Исследователи считают, что подобный подход позволит им в будущем изучить механику химических реакций в еще больших подробностях. Более того, технология низкотемпературного замедления позволит проводить такие реакции, которые невозможно проводить в нормальных условиях и даже при более высоких, но еще очень низких температурах. Это, в свою очередь, позволит синтезировать новые лекарственные препараты, новые материалы для электроники, квантовых технологий и множество других полезных вещей.

<< Назад: Воссоздана вулканическая молния 01.12.2019

>> Вперед: Новый источник зеленой энергии 30.11.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Электрические велосипеды Himiway моделей Pony, Rambler и Rhino 27.03.2023 Himiway, известный производитель электрических велосипедов, анонсировал трио новых электрических велосипедов Pony, Rambler и Rhino. Новинки предлагают улучшенное время автономной работы и увеличенный радиус действия по сравнению с предыдущими моделями Himiway Pony - это портативный мини-велосипед, который весит всего 15 кг и может выдерживать полезную нагрузку до 109 кг. Мощность двигателя составляет 300 Вт, позволяет двигаться на скорости до 26 км/ч на расстояние до 32 км. Himiway Rambler - это городской электрический велосипед, который предлагает скорость и комфорт. Он оснащен двигателем мощностью 500 Вт, который может обеспечить крутящий момент до 62 Нм. Батарея емкостью 720 Вт позволяет проехать до 88 км. Himiway Rhino - это электрический горный велосипед с двумя аккумуляторами и мощным двигателем 85 Нм мощностью 1000 Вт, что обеспечивает скорость до 77 км/ч. У него установлены две батареи 48 В 15 Аг общей емкостью 14 050 Вт, позволяющие проехать до 160 км на полном заряде. Цена Himiway Rhino составляет $2999, Himiway Rambler - $1299, Himiway Pony - $499.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025