Гранит науки - 2003-08-21

Самой большой молекулой в мире на сегодняшний день является двухатомный гелий, созданный во Франции, новое объединение инертных атомов по размерам превышает маленький вирус

У микрофона Марина Аствацатурян! Как сообщает Бюллетень Физических Новостей Американского Института Физики (The American Institute of Physics Bulletin of Physics News), размеры прежде невиданной молекулы гелия колеблются от 10 до 100 нанометров. А получили ее в старейшем ВУЗе Франции Ecol Normal Superior. Все началось с сильного охлаждения не вступающих в химическое взаимодействие атомов газа и удержания их в ловушке из магнитного поля. Образовалось облако, где каждый атом гелия находился в долгоживущем "метастабильном" состоянии и обладал внутренней энергией в 10 миллиардов раз превышающей его среднюю энергию движения. Заключенные в магнитную ловушку самые горячие атомы гелия испарялись, а более холодные оставались, понижая температуру облака до 10 микрокельвинов, то есть до 10 миллионных долей градуса выше абсолютного нуля. Затем в ход шел лазер, который спаривал атомы гелия в процессе, называемом "фотоассоциацией". При этом световая волна определенной длины изменяет состояние атомов таким образом, что они начинают друг к другу притягиваться сильнее. Свет вызывает образование диполей мгновенное разделение положительных и отрицательных зарядов в каждом атоме гелия, и атомы притягиваются друг другу за счет своих противоположных зарядов.

О появлении молекул гелия экспериментаторы судили по повышению температуры в облаке охлажденного газа, поскольку нагревание является признаком успешного поглощения лазерного света. Точно измеряя силы, которые поддерживают молекулярное состояние гелия, ученые могут получить информацию об атомах. В случае двухатомной гелиевой молекулы ее атомы оказались настолько далеки друг от друга, что свету на прохождение этого расстояния понадобится целая фемтосекунда одна секунда, умноженная на 10 в минус 15 степени. Такая взаимная удаленность в пространстве позволяет атомам гелия избежать разрушительного воздействия автоионизации, при котором структура молекулы не выдерживает прыжков электронов с атома на атом. Молекула метастабильного гелия - чувствительный тест на точность вычислений в квантовой химии, которая является приложением квантовой механики к таким химическим системам, как молекулы поясняет Бюллетень Физических Новостей.