Se razburiti nad nič? No, niste nič smešni: Nekateri atomi lahko tvorijo dejanske vezi z "nič".
Medtem ko tipična kemična vez zahteva dve osebi, obstaja ena vrsta atoma, ki se lahko veže na "duhove" atome ali tiste, ki ne obstajajo, je razvidno iz novega prispevka, objavljenega 12. septembra v reviji Physical Review Letters.
Tako kot planeti našega osončja krožijo okoli sonca, tudi elektroni krožijo okoli jedra atoma. Daljša kot je njihova orbita, večja je energija elektrona. Toda z energijskim povečanjem lahko elektroni pogosto skačejo po orbiti - in nekateri gredo na daljavo.
Rydbergovi atomi imajo en elektron, ki skoči na oddaljeno orbito, daleč stran od jedra. "V bistvu lahko vsak atom v periodični tabeli postane Rydbergov atom," je za Live Science povedal visoki avtor Chris Greene, ugledni profesor fizike in astronomije na univerzi Purdue. Vse, kar je potrebno, je, da na atomu zasije laser, ki daje njegovim elektronom malo energije.
Rydbergovi atomi "so s stališča kemije nenavadni," je dejal Greene. To je zato, ker se lahko vznemirjeni elektron, ki je skočil zelo daleč stran od jedra atoma, znova in znova trči z elektronom v bližnjem atomu zemeljskega stanja - ali takšnem, kjer so vsi njegovi elektroni v najnižjem možnem energijskem stanju. Vsakič, ko trči, privabi atom zemeljskega stanja po bitni in ga sčasoma ujame v tako imenovano trilobitno vez.
"Ta zelo drobna interakcija z oddaljenim atomom" lahko deluje z atomom Rydberga, tako da je nastala molekula videti kot fosil izumrlih členonožcev, imenovanih trilobiti, je dejal Greene.
Trilobitne molekule so bile prvič predvidene, da obstajajo leta 2000, poskusno pa so jih opazili 15 let pozneje. Toda zdaj, Greene in njegova ekipa napovedujejo, da obstaja način, kako "Rydbergov atom" zvabiti v oblikovanje vezi z no, nič.
Vse kar so morali storiti je bilo, da so se malo kopali.
V povsem teoretičnem eksperimentu je ekipa uporabila računalniški algoritem, da je ugotovila zaporedje električnih in magnetnih impulzov, ki jih lahko uporabijo za atom vodika Rydberga, tako da je oblikovala tako, da tvori trilobitno vez.
Med vsakim električnim impulzom se lahko raztegne orbitala elektronov Rydbergovega vodikovega atoma; in med vsakim magnetnim impulzom se lahko zvrne drobna količina, je dejal Greene.
"Nekoliko presenetljivo je, da v vmesnih fazah, preden se končni impulz aplicira na atom, stanje vezivnega elektrona sploh ne izgleda tako kot trilobit," je dejal Greene. "V oster fokus prihaja le kot želeno stanje na koncu končnega utripa."
Njihovi izračuni so pokazali, da podobno kot pajek, ki streli svojo mrežo v prazen prostor, lahko Rydbergov atom tvori trilobitno vez z atomom "duha".
"Elektroni se obnašajo točno tako, kot da bi bili vezani na atom, vendar ni atoma, na katerega bi se lahko vezali," je dejal Greene. In to počne zelo usmerjeno, kar pomeni, da kaže na skoraj točno mesto v prostoru, kjer bi se priklopil na atom zemeljskega stanja. Ugotovili so, da bi ta vez do ničesar ostala vsaj 200 mikrosekund.
"Precej smo prepričani," da bi to veljalo, če bi poskusili poskusno, je dejal Greene. Da pa bo to resnično eksperimentalno, bodo morali raziskovalci ugotoviti, kako sinhronizirati impulze in blokirati zunanja polja, kar bi lahko bile velike ovire, ki jih je treba očistiti, poroča Ameriško fizično društvo.
Greene upa, da bo ugotovil, ali obstajajo drugi načini, kako "napeljevati" elektrone v ustvarjanje vezi z nič, na primer z uporabo mikrovalov ali hitrih laserskih impulzov. Sumi, da bi se ti atomi, vezani na popolnoma nič, lahko obnašali drugače, če bi bili pozvani, da so podvrženi kemičnim reakcijam.
