Физики проливают свет на реакции сверххолодных атомов

Открытие, сделанное физиками из Университета Канзаса, поможет исследователям с высокой точностью предсказывать то, что ранее считалось непредсказуемым.

Юцзюнь Ван (Yujun Wang) и Пол Джульен (Paul Julienne) провели теоретическое исследование, направленное на предсказание и понимание результатов химических процессов, в которых при сверххолодных температурах участвует три атома.

Результаты их работы помогают объяснить наиболее вероятный исход таких химических процессов, а также пролить свет на природу квантовых состояний.

Ван и Джульен разработали надежную и при этом простую модель, которая успешно справляется с предсказанием того, как протекает взаимодействие между атомами при ультранизких температурах.

Эта модель, которая на настоящий момент считается лучшей из имеющихся в наличии, учитывает как спиновое состояние атомов, так и ван дер Ваальсово взаимодействие.

14091098942a4b3.jpg Рис. 1. Плотность вероятности для тримерного состояния
Ефимова для различных геометрических состояний трехтельной
системы, характеризующихся различными значениями полярных
углов. Азимутальные углы характеризуют пермутации трех
атомов. Ключевой чертой в плотности вероятности является
то обстоятельство, что в отличии от ординарного молекулярного
связывания, которому соответствует единичное геометрическое
состояние, тримеру Ефимова соответствует большее количество
возможных геометрий. Атомы в этом состоянии ведут себя
подобно жидкой капле. (Рисунок из Nature Physics (2014)
doi:10.1038/nphys3071).

Как отмечает Ван, долгое время предполагалось, что результаты такого типа реакций, в которых участвует три и более частиц, слишком сложны для предсказания из-за сложности взаимодействий, проявляющихся в ходе таких процессов, однако результаты нового исследования приводят убедительные доказательства в пользу того, что такое теоретические взаимодействие все-таки можно предсказать.

По словам Вана,

результаты исследования могут быть полезны для молекулярной физики, химической технологии и других областей знаний, поскольку разработанная исследователями модель предоставляет ученым весьма точную концепцию того, как атомы объединяются в молекулу.

Еще одним важным результатом нового исследования является то, что оно может оказаться полезным для более глубокого понимания эффекта Ефимова.

Эффект Ефимова, который был впервые сформулирован в 1970 году советским физиком Ефимовым, заключается в том, что в случае трехчастичных столкновений возможно образование слабо связанных тримерных состояний в условиях, когда двухчастичные взаимодействия слишком слабы, чтобы образовывать связанные состояния (димеры).

Как говорит Ван, эффект Ефимова представляет собой весьма сложный квантово-механический феномен, детали которого из-за своего характера случайного распределения весьма сложно изучать.

Тем не менее,

новая модель, описывающая взаимодействие трех атомов при сверхнизких температурах, возможно, окажется полезной для изучения этого сложного феномена.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.4 (10 votes)
Источник(и):

1. chemport.ru