Физики создали огромную двухатомную молекулу

Швейцарские ученые создали гигантскую молекулу из двух атомов. Расстояние между атомами молекулы равняется примерно одному микрометру, то есть в тысячи раз больше, чем расстояние между атомами в молекуле воды, сообщает N+1.

Атомы в созданной молекуле находились в так называемом ридберговском состоянии. В зависимости от того, какой энергией обладает электрон, он может находиться на одной из бесконечного, но строго определенного набора орбиталей атома. Чем больше эта энергия, тем дальше оказывается электрон от ядра, а при превышении некоторой критической величины частица и вовсе покидает атом, происходит ионизация.

Орбитали в атоме можно пронумеровать с помощью главного квантового числа (n). К примеру, в обыкновенном невозбужденном атоме водорода электрон будет располагаться на орбитали с n=1. Поглотив фотон с определенной энергией (соответствующей длине волны 121,6 нанометра) электрон может перейти на орбиталь с n=2. Следующий переход на n=3 потребует гораздо меньшую энергию (фотон с длиной волны 656,3 нанометра) и так далее. Точно такую же нумерацию можно ввести и в более сложных атомах.

Как правило, возбужденные состояния живут недолго - переход между первым возбужденным и основным состояниями происходит за наносекунды. Однако с ростом номера орбитали, на которой находится электрон, время жизни начинает расти, достигая долей миллисекунд или даже секунд (при n ≈ 1000). Таким орбиталям соответствуют огромные, по сравнению с обычными атомами, радиусы - вплоть до долей миллиметра. Эти экзотические состояния получили название ридберговских атомов.

В ходе экспериментов ученые создали молекулу, которая состоит из двух ридберговских атомов цезия, электроны в них находились на 43 и 44 возбужденных уровнях. На первом этапе ученые получали холодный газ из атомов цезия - характерные расстояния между атомами составляли порядка одного микрометра. Затем небольшую долю атомов возбуждали с помощью лазерного импульса на 44 возбужденный уровень. После этого облако освещали с помощью второго лазера. Энергия его фотонов была меньше, чем требуется для возбуждения на 43 уровень. Разность энергий в точности соответствовала тому количеству энергии, которая выделилась бы при образовании молекулы из атомов - эта величина была получена из новых расчетов.

Ранее сообщалось о том, что ученые обнаружили в клетках прогнозирующие рак "часы смерти". Речь идет об изменениях отдельных генов, которые происходят с разной скоростью. В случае накопления некоторых мутаций она постоянна, что приводит к повреждению ДНК и в конечном итоге - к раку.