РЕКЛАМА

PENTATRAP измерва промените в масата на атома, когато той абсорбира и освобождава енергия

НАУКИФИЗИКАPENTATRAP измерва промените в масата на атома, когато той абсорбира и освобождава енергия

Изследователите от Института за ядрена физика Макс Планк успешно измерват безкрайно малка промяна в масата на отделните атоми след квантови скокове на електрони вътре, като използват ултра-прецизния атомен баланс Pentatrap в института в Хайделберг.

В класическата механика „масата“ е важно физическо свойство на всеки обект, което не се променя – теглото се променя в зависимост от „ускорението поради гравитацията“, но масата остава постоянна. Тази представа за постоянство на масата е основна предпоставка в Нютоновата механика, но не е така в квантовия свят.

Теорията на относителността на Айнщайн даде понятието за еквивалентност на масата и енергията, което основно предполагаше, че масата на обект не трябва да остава постоянна винаги; може да се преобразува в (еквивалентно количество) енергия и обратно. Тази взаимовръзка или взаимозаменяемост на масата и енергията една с друга е едно от централните мисли в науката и се дава от известното уравнение E=mc2 като производна на специалната теория на относителността на Айнщайн, където E е енергия, m е маса и c е скоростта на светлината във вакуум.

Това уравнение E=mc2 е в игра универсално навсякъде, но се наблюдава значително, например в атомен реактори, при които частичната загуба на маса по време на реакциите на ядрено делене и ядрен синтез води до огромно количество енергия.

В субатомния свят, когато електрон скача „до“ или „от“ една орбитала на друга, количество енергия, еквивалентно на „пропастта на енергийното ниво“ между двете квантови нива, се абсорбира или освобождава. Следователно, в съответствие с формулата за еквивалентност маса-енергия, масата на an атом трябва да се увеличава, когато поглъща енергия и обратно, трябва да намалява, когато освобождава енергия. Но промяната в масата на атома след квантови преходи на електрони в атома би била изключително малка за измерване; нещо, което не е било възможно досега. Но вече не!

Изследователите от Института за ядрена физика Макс Планк успешно измериха тази безкрайно малка промяна в масата на отделните атоми за първи път, вероятно най-високата точка в прецизната физика.

За да постигнат това, изследователите от Института Макс Планк са използвали ултра-прецизния атомен баланс Pentatrap в института в Хайделберг. ПЕНТАТРАП означава „високо прецизен мас спектрометър с улов на Пенинг“, баланс, който може да измерва безкрайно малки промени в масата на атома след квантови скокове на електрони вътре.

PENTATRAP по този начин открива метастабилни електронни състояния в атомите.

Докладът описва наблюдение на метастабилно електронно състояние чрез измерване на разликата в масата между основното и възбудените състояния в рений.

***

Литература:

1. Max-Planck-Gesellschaft 2020. Newsroom – Pentatrap измерва разликите в масата между квантовите състояния. Публикувано на 07 май 07, 2020 г. Предлага се онлайн на адрес https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass?c=2249 Посетен на 07 май 2020 г.

2. Schüssler, RX, Bekker, H., Braß, M. et al. Откриване на метастабилни електронни състояния чрез масспектрометрия с улов на Пенинг. Природа 581, 42–46 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0

3. JabberWok на английски Q52, 2007 г. Модел на атом на Бор. [изображение онлайн] Предлага се на адрес https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg Достъп до 08 май 2020.

***

Екип на SCIEU
Екип на SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Значителен напредък в науката. Въздействие върху човечеството. Вдъхновяващи умове.

Абонирай се за нашия бюлетин

Да се ​​актуализира с всички най-нови новини, оферти и специални съобщения.

- Реклама -

Най-популярни статии

Тестване за COVID-19 за по-малко от 5 минути с помощта на нов метод RTF-EXPAR

Времето за анализ е значително намалено от около...

Уникална текстилна тъкан със саморегулираща се коефициент на излъчване на топлина

Създаден е първият чувствителен на температура текстил, който може...

Протей: Първият материал, който не може да се реже

Свободното падане на грейпфрут от 10 м не уврежда...
- Реклама -
99,772Феновекато
69,708последователиСледвай ни
6,319последователиСледвай ни
31АбонатиЗапиши се