Tải xuống(liên kết trực tiếp) : fdvek3kn1979.djvu Trước 1 .. 13 > .. >> Tiếp theo
Vì vậy, ngay lập tức trở nên rõ ràng rằng các nguyên tử chủ yếu được cấu tạo từ... tánh Không. Những va chạm trực diện hiếm gặp nên được hiểu theo cách này: bên trong nguyên tử có một hạt nhân tích điện dương. Các electron nằm gần hạt nhân. Chúng rất nhẹ và do đó không gây trở ngại nghiêm trọng cho hạt alpha. Các electron làm chậm hạt alpha, nhưng mỗi va chạm electron riêng lẻ không thể làm lệch hướng hạt khỏi đường đi của nó.
Rutherford thừa nhận rằng lực tương tác giữa hạt nhân nguyên tử mang điện tích giống nhau và hạt alpha là lực Coulomb. Giả sử thêm rằng khối lượng của một nguyên tử tập trung ở hạt nhân của nó, ông đã tính xác suất các hạt bị lệch bởi góc xác định và đạt được sự thống nhất tuyệt vời giữa lý thuyết và thực nghiệm.
Đây là cách các nhà vật lý kiểm tra các mô hình mà họ nghĩ ra.
Mô hình có dự đoán được kết quả của thí nghiệm không? - Đúng. ,
Vậy nó có phản ánh hiện thực không?
Ờ, sao lại gay gắt thế? Mô hình giải thích được một số hiện tượng, có nghĩa là nó tốt. Và việc làm rõ nó là vấn đề của tương lai...
Kết quả thí nghiệm của Rutherford không còn nghi ngờ gì nữa về tính đúng đắn của phát biểu sau: các electron chịu tác dụng lực Coulomb chuyển động đến gần hạt nhân.
Một số lý thuyết cũng theo sau lý thuyết. ước tính định lượng, điều này đã được xác nhận sau đó. Kích thước nhỏ nhất hạt nhân nguyên tử hóa ra là xấp xỉ 10""13 cm, trong khi kích thước của nguyên tử vào khoảng 10-8 cm ^.
Bằng cách so sánh kết quả thí nghiệm với các tính toán, hóa ra người ta có thể ước tính điện tích của các hạt nhân va chạm. Những đánh giá này đóng một vai trò lớn, nếu không muốn nói là chính, trong việc giải thích định luật tuần hoàn cấu trúc của các phần tử.
Như vậy, mô hình nguyên tử đã được xây dựng. Nhưng nó ngay lập tức phát sinh câu hỏi tiếp theo. Tại sao các electron (hạt tích điện âm) không rơi vào hạt nhân (hạt tích điện dương)? Tại sao nguyên tử lại ổn định?
Ở đây có gì khó hiểu, người đọc sẽ nói. Suy cho cùng, các hành tinh không rơi vào Mặt trời.. Sức mạnh nguồn gốc điện giống như lực hấp dẫn, là lực hướng tâm và cung cấp Vòng xoay electron ở gần hạt nhân.
Nhưng thực tế của vấn đề là sự tương tự giữa hệ hành tinh và chỉ mang một nguyên tử tính chất bề ngoài. Như chúng ta sẽ tìm hiểu sau, từ quan điểm luật chung trường điện từ nguyên tử phải bức xạ sóng điện từ. Tuy nhiên, có thể bạn chưa biết lý thuyết về điện từ. Vật chất, tức là nguyên tử,
có khả năng phát ra ánh sáng và nhiệt. Nếu vậy thì nguyên tử mất năng lượng, nghĩa là electron phải rơi vào hạt nhân.
Lối thoát là gì? Nó rất “đơn giản”: bạn cần phải chấp nhận sự thật và nâng những sự thật này lên hàng quy luật tự nhiên. Bước này được thực hiện vào năm 1913 bởi nhà vật lý vĩ đại của thế kỷ chúng ta, Niels Bohr (1885-1962).
LƯỢNG TỬ NĂNG LƯỢNG
Giống như tất cả các bước đầu tiên, bước này tương đối rụt rè. Chúng tôi sẽ phác thảo luật mới tự nhiên, điều này không chỉ cứu được nguyên tử của Rutherford mà còn buộc chúng ta phải đi đến kết luận rằng cơ học của những vật thể lớn không thể áp dụng được cho những hạt có khối lượng nhỏ.
Thiên nhiên được cấu trúc theo cách mà một số đại lượng cơ học, chẳng hạn như động lượng góc và năng lượng, đối với bất kỳ hệ hạt tương tác nào không thể có được. chuỗi liên tục các giá trị. Ngược lại, nguyên tử mà chúng ta đang nói đến bây giờ, hay hạt nhân nguyên tử, cấu trúc mà chúng ta sẽ nói đến sau, có trình tự mức năng lượng riêng, chỉ đặc trưng cho một hệ thống nhất định. Có mức thấp nhất (không). Năng lượng của hệ thống không thể nhỏ hơn giá trị này. Trong trường hợp nguyên tử, điều này có nghĩa là có một trạng thái trong đó electron ở một khoảng cách tối thiểu nhất định so với hạt nhân.
Sự thay đổi năng lượng của nguyên tử chỉ có thể xảy ra đột ngột. Nếu bước nhảy xảy ra “lên”, điều này có nghĩa là nguyên tử đã hấp thụ năng lượng. Nếu cú nhảy xảy ra “xuống” thì nguyên tử sẽ phát ra năng lượng.
Sau này chúng ta sẽ thấy quang phổ phát xạ của các hệ khác nhau có thể được giải mã đẹp mắt như thế nào từ những vị trí này.
Định luật được xây dựng được gọi là định luật lượng tử hóa năng lượng. Chúng ta cũng có thể nói rằng năng lượng có bản chất lượng tử. ~
Cần lưu ý rằng định luật lượng tử hóa hoàn toàn tính cách chung. Nó không chỉ áp dụng cho nguyên tử mà còn cho bất kỳ vật thể nào bao gồm hàng tỷ nguyên tử. Nhưng khi xử lý cơ thể to lớn, chúng ta thường có thể “không nhận thấy” sự lượng tử hóa năng lượng.
Thực tế là, nói một cách đại khái, đối với một vật thể bao gồm một tỷ tỷ nguyên tử, số mức năng lượng tăng lên một tỷ tỷ lần. Các mức năng lượng sẽ gần nhau đến mức chúng thực tế sẽ hợp nhất. Vì vậy, chúng ta sẽ không nhận thấy sự rời rạc giá trị có thể năng lượng. Vì vậy, cơ chế mà chúng tôi đã nêu trong cuốn sách đầu tiên thực tế không thay đổi khi chúng ta đang nói về về thân hình to lớn.
Trong cuốn sách thứ hai, chúng ta đã phát hiện ra rằng sự truyền năng lượng từ cơ thể này sang cơ thể khác có thể xảy ra dưới dạng công và dưới dạng nhiệt. Bây giờ chúng ta đã có thể giải thích sự khác biệt giữa hai hình thức truyền năng lượng này. Tại tác động cơ học(nói khi được nén) mức năng lượng hệ thống thay đổi. Sự dịch chuyển này rất không đáng kể và chỉ được phát hiện bằng các thí nghiệm tinh vi và chỉ khi áp suất đủ cao. Đối với tác dụng nhiệt, thì nó bao gồm việc chuyển đổi hệ thống từ nhiều mức độ thấp năng lượng lên cao hơn (sưởi ấm) hoặc từ cao xuống thấp hơn (làm mát).
Cái gì giữ một electron trong nguyên tử trên quỹ đạo của hạt nhân nguyên tử?
Thoạt nhìn, đặc biệt nếu bạn nhìn vào phiên bản hoạt hình của nguyên tử mà tôi đã mô tả trước đó với tất cả các sai sót của nó, các electron quay quanh hạt nhân trông giống như các hành tinh quay quanh Mặt trời. Và có vẻ như nguyên lý của các quá trình này là giống nhau. Nhưng có một nhược điểm.
Hình 1
Điều gì giữ cho các hành tinh chuyển động quanh Mặt trời? TRONG Lực hấp dẫn Newton(Einstein phức tạp hơn, nhưng chúng ta không cần nó ở đây) bất kỳ cặp vật nào cũng bị hút nhau bởi tương tác hấp dẫn, tỷ lệ thuận với tích khối lượng của chúng. Cụ thể, lực hấp dẫn của Mặt trời kéo các hành tinh về phía nó (với một lực tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Tức là nếu khoảng cách giảm đi một nửa thì lực sẽ tăng gấp bốn lần). Các hành tinh cũng hút Mặt trời, nhưng nó nặng đến mức điều này gần như không ảnh hưởng gì đến chuyển động của nó.
Quán tính, xu hướng của các vật chuyển động theo đường thẳng khi không có các lực khác tác dụng lên chúng, có tác dụng chống lại lực hấp dẫn và kết quả là các hành tinh chuyển động quanh Mặt trời. Điều này có thể được thấy trong Hình 1, cho thấy một quỹ đạo tròn. Thông thường những quỹ đạo này có hình elip - mặc dù trong trường hợp các hành tinh, chúng gần như có hình tròn, vì đó là cách chúng hình thành. hệ mặt trời. Đối với nhiều loại đá nhỏ (tiểu hành tinh) và khối băng (sao chổi) chuyển động trên quỹ đạo quanh Mặt trời, điều này không còn đúng nữa.
Tương tự như vậy, tất cả các cặp vật tích điện đều hút hoặc đẩy nhau, với một lực cũng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Nhưng không giống như lực hấp dẫn luôn kéo các vật lại với nhau, lực điện có thể hút hoặc đẩy nhau. Các đối tượng có tính chất giống nhau, tích cực hoặc điện tích âm, bị đẩy lùi. Và vật nhiễm điện âm thì hút vật nhiễm điện dương và ngược lại. Vì thế mới có cụm từ lãng mạn “sự đối lập thu hút nhau”.
Do đó, hạt nhân nguyên tử tích điện dương ở trung tâm nguyên tử sẽ thu hút các electron nhẹ chuyển động ở phía sau nguyên tử về phía chính nó, giống như Mặt trời thu hút các hành tinh. Electron cũng hút hạt nhân, nhưng khối lượng của hạt nhân lớn hơn rất nhiều nên lực hút của chúng hầu như không ảnh hưởng gì đến hạt nhân. Các electron cũng đẩy nhau, đó là một trong những lý do khiến chúng không thích ở gần nhau. Người ta có thể nghĩ các electron trong nguyên tử chuyển động trên quỹ đạo quanh hạt nhân giống như cách các hành tinh chuyển động quanh mặt trời. Và thoạt nhìn, đây chính xác là những gì họ làm, đặc biệt là trong nguyên tử hoạt hình.
Nhưng điều đáng chú ý là: đây thực sự là một thủ thuật kép và mỗi thủ thuật trong số hai thủ thuật này có tác dụng trái ngược với thủ thuật kia, khiến chúng triệt tiêu lẫn nhau!
Bắt kép: các nguyên tử khác với các hệ hành tinh như thế nào
Hình 2
Điều đầu tiên: không giống như các hành tinh, các electron chuyển động trên quỹ đạo xung quanh hạt nhân phải phát ra ánh sáng (chính xác hơn là sóng điện từ, trong đó ánh sáng là một ví dụ). Và bức xạ này sẽ làm cho các electron chuyển động chậm lại và rơi theo hình xoắn ốc về phía hạt nhân. Về nguyên tắc, trong lý thuyết của Einstein cũng có một hiệu ứng tương tự - các hành tinh có thể phát ra sóng hấp dẫn. Nhưng nó cực kỳ nhỏ. Không giống như trường hợp với electron. Hóa ra là các electron trong nguyên tử phải rất nhanh chóng, trong một phần nhỏ của giây, rơi theo hình xoắn ốc vào hạt nhân!
Và họ đã có thể làm như vậy nếu không có cơ học lượng tử. Thảm họa tiềm ẩn được mô tả trong hình. 2.
Điều khó khăn thứ hai: nhưng thế giới của chúng ta hoạt động theo các nguyên lý của cơ học lượng tử! Và nó có nguyên tắc bất định đáng kinh ngạc và phản trực giác của riêng nó. Nguyên lý này mô tả thực tế rằng các electron cũng là sóng giống như các hạt, xứng đáng có một bài viết riêng. Nhưng đây là những gì chúng ta cần biết về anh ấy cho bài viết hôm nay. Hậu quả chung Nguyên tắc này là không thể biết tất cả các đặc tính của một đối tượng cùng một lúc. Có nhiều tập hợp đặc điểm mà việc đo lường một trong số chúng sẽ khiến những đặc điểm khác trở nên không chắc chắn. Một trường hợp là vị trí và tốc độ của các hạt như electron. Nếu bạn biết chính xác electron ở đâu thì bạn không biết nó sẽ đi đâu và ngược lại. Có thể đạt được một thỏa hiệp và biết một cách chính xác vị trí của nó và biết một cách chính xác nó sẽ đi đến đâu. Trong một nguyên tử, đây là cách mọi thứ diễn ra.
Giả sử một electron rơi theo đường xoắn ốc vào hạt nhân, như trong hình. 2. Khi nó rơi xuống, chúng ta sẽ biết vị trí của nó ngày càng chính xác hơn. Khi đó nguyên lý bất định cho chúng ta biết rằng tốc độ của nó sẽ ngày càng trở nên bất định hơn. Nhưng nếu electron dừng lại ở hạt nhân thì tốc độ của nó sẽ không xác định được! Đó là lý do tại sao anh không thể dừng lại. Nếu anh ta đột nhiên cố gắng rơi xuống theo hình xoắn ốc, anh ta sẽ phải di chuyển ngày càng nhanh hơn ngẫu nhiên. Và sự tăng tốc độ này sẽ lấy electron ra khỏi hạt nhân!
Vì vậy xu hướng xoắn ốc đi xuống sẽ bị phản tác dụng bởi xu hướng đi lên. chuyển động nhanh theo nguyên lý bất định. Sự cân bằng được tìm thấy khi electron nằm ở một khoảng cách thích hợp so với hạt nhân và khoảng cách này quyết định kích thước của các nguyên tử!
Hình 3
Nếu ban đầu electron ở xa hạt nhân thì nó sẽ chuyển động về phía hạt nhân theo đường xoắn ốc, như minh họa ở hình 2. 2 và phát ra sóng điện từ. Nhưng kết quả là khoảng cách của nó với hạt nhân sẽ trở nên đủ nhỏ để nguyên lý bất định cấm tiếp cận xa hơn. Ở giai đoạn này, khi đã tìm thấy sự cân bằng giữa bức xạ và độ bất định, electron tổ chức một “quỹ đạo” ổn định xung quanh hạt nhân (chính xác hơn là quỹ đạo - thuật ngữ này được chọn để nhấn mạnh rằng, không giống như các hành tinh, electron, do tác động lượng tử). cơ học, không có quỹ đạo như các hành tinh có). Bán kính quỹ đạo xác định bán kính của nguyên tử (Hình 3).
Một đặc điểm khác - các electron thuộc về fermion - buộc các electron không đi xuống cùng một bán kính mà xếp thành các quỹ đạo có bán kính khác nhau.
Nguyên tử lớn đến mức nào? Xấp xỉ dựa trên nguyên lý bất định
Trên thực tế, chúng ta có thể ước tính gần đúng kích thước của một nguyên tử chỉ bằng các phép tính cho tương tác điện từ, khối lượng electron và nguyên lý bất định. Để đơn giản, chúng ta sẽ thực hiện các phép tính cho nguyên tử hydro, trong đó hạt nhân gồm một proton, xung quanh đó có một electron chuyển động.
Nguyên lý bất định phát biểu:
$$display$$m_e (Δ v) (Δ x) ≥ ℏ$$display$$
ℏ ở đâu hằng số Planck h chia cho 2 π. Lưu ý rằng ông nói rằng (Δ v)(Δ x) không thể quá nhỏ, điều đó có nghĩa là cả hai độ xác định đều không thể quá nhỏ, mặc dù một trong số chúng có thể rất nhỏ nếu cái kia rất lớn.
Khi một nguyên tử chuyển sang trạng thái cơ bản ưa thích của nó, chúng ta có thể mong đợi dấu ≥ chuyển thành dấu ~, trong đó A ~ B có nghĩa là "A và B không hoàn toàn bằng nhau, nhưng cũng không khác nhau nhiều lắm". Đây là một biểu tượng rất hữu ích cho việc xếp hạng!
Đối với một nguyên tử hydro ở trạng thái cơ bản, trong đó độ bất định vị trí Δx sẽ xấp xỉ bằng bán kính nguyên tử R và độ bất định vận tốc Δv sẽ xấp xỉ bằng tốc độ điển hình V của electron xung quanh nguyên tử, chúng ta thu được:
Làm thế nào để tìm ra R và V? Có một mối quan hệ giữa chúng và lực giữ nguyên tử lại với nhau. Trong vật lý phi lượng tử, một vật có khối lượng m, nằm trên quỹ đạo tròn bán kính r và chuyển động với tốc độ v xung quanh một vật ở tâm hút nó bằng một lực F, sẽ thỏa mãn phương trình
Điều này không áp dụng trực tiếp cho một electron trong nguyên tử, nhưng nó hoạt động gần đúng. Lực tác dụng trong nguyên tử là lực điện, trong đó một proton có điện tích +1 thu hút một electron có điện tích -1, và kết quả là phương trình có dạng
trong đó k là hằng số Coulomb, e là đơn vị điện tích, c là tốc độ ánh sáng, ℏ là hằng số Planck h chia cho 2 π và α là hằng số chúng ta đã xác định cấu trúc tốt, bằng . Chúng tôi kết hợp hai phương trình trước đó cho F và mối quan hệ ước tính như sau:
Bây giờ hãy áp dụng điều này cho một nguyên tử, trong đó v → V, r → R, và m → m e. Chúng ta hãy nhân phương trình trên với . Điều này mang lại:
Ở bước cuối cùng, chúng ta đã sử dụng mối quan hệ bất định của chúng ta đối với nguyên tử, . Bây giờ chúng ta có thể tính bán kính của nguyên tử R:
Và hóa ra nó gần như chính xác! Như là ước tính đơn giản sẽ không cung cấp cho bạn câu trả lời chính xác, nhưng chúng sẽ cung cấp một giá trị gần đúng rất tốt!
Thật là những độc giả tốt! Các em không chỉ yêu quý và kính trọng các thầy dạy lịch sử tự nhiên mà còn biết mô hình nguyên tử của Bohr giải thích thế nào về việc electron không rơi vào hạt nhân.
Hay họ đang rơi?
Câu hỏi “tại sao các electron không rơi vào hạt nhân” không đề cập đến thực tế là chúng ta đang nói riêng về nguyên tử một electron. Mô hình nguyên tử của Bohr (và cơ học lượng tử cũ nói chung) không nói gì về tính ổn định của các nguyên tử và phân tử nhiều electron. Việc “rơi” không xảy ra trong nguyên tử một electron không đảm bảo điều tương tự cho các hệ khác. Nếu bạn là chuyên gia về chuyện cũ thuyết lượng tử và đảm nhận việc giúp đỡ các giáo viên lịch sử tự nhiên, sau đó đưa lý luận của mình đến cùng. Ví dụ, tôi cần bằng chứng vị trí chung không rõ.
tái bút Mô hình Bohr có thể mô tả khá tốt trạng thái bộ ba và bộ ba của các phân tử hai nguyên tử đơn giản. Tuy nhiên, chúng tôi chỉ phát hiện ra điều này vào năm 2005, nhưng muộn còn hơn không. Việc xây dựng khá trực diện:
Hoạt động tệ hơn một chút so với lý thuyết GL ban đầu về liên kết hóa học. Bằng cách xây dựng, các electron được đảm bảo không rơi vào hạt nhân ( hoan hô!), nhưng bản thân mô hình này lại không thể lượng tử hóa các bất biến đoạn nhiệt. Tôi đã thấy điều tương tự được thực hiện đối với ion H2+ nhưng ở phiên bản phức tạp hơn. Ý tưởng là lượng tử hóa không phải bản thân các tích phân mà là tổng của chúng:
Có lẽ họ đã làm việc này trong hai mươi hoặc ba mươi năm nếu Schrödinger không nghĩ ra phương trình của ông. Tìm ra cách thực hiện ngay cả việc nhỏ này với cái cũ cơ học lượng tử- không dễ đâu. Pearson - ngôi sao sáng hóa học lượng tử, thành viên Học viện Quốc gia, Herschbach - bên cạnh đó người đoạt giải Nobel. Còn nhiều điều hơn nữa ở phía trước của bạn nhiệm vụ khó khăn. Chúng ta cần tạo ra thứ mà Bohr chưa đạt được: một lý thuyết tổng quát các hệ thống đa điện tử. Sau đó, việc còn lại là chứng minh trường hợp chung sự ổn định của tất cả quỹ đạo điện tử.
Tôi chúc bạn may mắn.
P.P.S. Vì tôi không muốn thảo luận về chủ đề độ ổn định của hệ Coulomb nhiều hạt trong thế giới (mới) cơ học lượng tửđược giải thích bằng sự tự liên kết của Hamiltonian, các giai đoạn của Mặt trăng, v.v., các nhà bình luận nên đọc
Nhân tiện, tại sao chỉ riêng nguyên lý bất định Heisenberg không giải thích được tính ổn định của nguyên tử (như tuyên bố của phần mềm Internet do Google phát hành) được viết ở trang 554-555 của bài tiểu luận này, phần I.
Điện tích dương của hạt nhân và điện tích âm của electron ở trạng thái cân bằng nên electron không rơi vào hạt nhân và không bay ra khỏi hạt nhân. Chưa hết, trong những điều kiện nhất định, sự cân bằng này phải bị xáo trộn, nghĩa là electron phải theo đúng nghĩa đen sụp đổ vào hạt nhân, gây ra cái chết không kịp thời của nguyên tử. Nhưng ngay cả từ thực tế là các hành tinh, ngôi sao và con người vẫn tồn tại, rõ ràng điều này chỉ xảy ra trong những điều kiện rất cụ thể. Trạng thái này xảy ra khi điện tích của hạt nhân (tức là số lượng proton trong nó) lớn hơn 137 (các tính toán gần đây đã nâng con số này lên 170), và khi đó về mặt lý thuyết, electron không chỉ rơi vào hạt nhân mà còn tạo ra ở đó đối tác của nó từ phản thế giới - positron, sau đó bay đi vào không gian xung quanh và làm đủ mọi việc.
Một hạt nhân nguyên tử nhân tạo bao gồm năm dime canxi trên graphene, trong một đám mây điện tử nằm ở ranh giới sụp đổ (ở đây và bên dưới, minh họa của M. Crommie).
Leonid Levitov từ (Mỹ), một trong những tác giả, giải thích: “Đúng như dự đoán, những nguyên tử như vậy sẽ sụp đổ, “lấy” một electron từ chân không, hút nó về hạt nhân và thu thêm điện tích”. công việc mới dành riêng cho chủ đề này.
Nó dường như là một giả định tuyệt vời - theo nghĩa là nó chắc chắn không thể bác bỏ được: chúng ta vẫn chưa thể tìm thấy hạt nhân của các nguyên tử trên 118 trong tự nhiên hoặc tạo ra chúng một cách nhân tạo. Trong nhiều năm nay, các nhà vật lý đã hy vọng chiếm được thành trì, nếu không phải bằng nạn đói thì bằng xảo quyệt. Vì không thể thu được những nguyên tố nặng như vậy nên họ đang cố gắng đạt được hiệu ứng tương tự bằng cách cho hai hạt nhân va chạm (ví dụ, uranium với số nguyên tử 92) trên các tổ chức hạt. Ông Levitov nhận xét về tình hình: “Những thí nghiệm như vậy đã được thực hiện trong nhiều thập kỷ. Nhưng tất nhiên không có bằng chứng rõ ràng về sự sụp đổ nguyên tử.
Do đó, các tác giả của công trình được đề cập đã đề xuất sử dụng một thủ thuật mới để mô phỏng vụ sập như vậy. Trong graphene - một mạng lưới các nguyên tử carbon dày đơn nguyên tử - các electron, do cấu trúc liên kết khác thường của vật liệu này, hoạt động giống như các hạt không có khối lượng, mặc dù trên thực tế chúng có khối lượng. Tuy nhiên, chúng di chuyển với tốc độ thấp hơn nhiều so với các hạt thực sự không có khối lượng. Điều này có nghĩa là các trạng thái chính thức tương tự như sự sụp đổ của các nguyên tử với sự tham gia của các electron như vậy có thể được gây ra với cùng một lượng điện tích hạt nhân ít hơn.
Các nhà vật lý đã sử dụng các cặp nguyên tử canxi (dimer) trên chất nền graphene để thay thế cho hạt nhân nguyên tử. Sử dụng như một trình thao tác quét kính hiển vi đường hầm, họ nhận được bằng chứng rõ ràng về một sự kiện hoàn toàn tương tự với sự sụp đổ của hạt nhân nguyên tử.
Một electron bình thường xung quanh một hạt nhân bình thường (giống như hạt nhân của bạn và tôi) và các electron siêu tương đối xung quanh một hạt nhân siêu tới hạn không ổn định.
Khi ba bộ điều chỉnh độ sáng như vậy đủ gần nhau, trường electron xung quanh cho thấy một phổ cộng hưởng cụ thể khớp chính xác với những gì được dự đoán về sự sụp đổ nguyên tử một thập kỷ trước. Các cộng hưởng quan sát được cũng được bảo toàn đối với các “hạt nhân nguyên tử” nhân tạo gồm bốn và năm dimer.
Mặc dù ý tưởng của thí nghiệm là xác nhận những dự đoán cơ học lượng tử lâu đời về sự sụp đổ của các nguyên tử, nhưng ứng dụng của nó có thể hơi thực tế. Thứ nhất, hóa ra là có thể nghiên cứu nhiều tính chất của graphene, chất hiện đang được quảng bá tích cực làm vật liệu cho thiết bị điện tử. Thứ hai, độ nhạy như vậy của các “nguyên tử” nhân tạo trên graphene cho phép chúng ta hy vọng vào việc sử dụng các cấu trúc như máy dò hóa chất và dấu ấn sinh học.