ANALIZA
PARVA MUNDI
PRIM A IM A G IN E OBŢINUTĂ VREO DATĂ A
STRUCTURII ORBITALE A ATOMULUI DE
H IDRO G EN
Ceea ce vedeţi în imaginea de mai jos este prima observare directă
a orbitalului electronic din atom, o funcţie de undă reală a
atomului! Pentru a obţine această imagine cercetătorii au utilizat un
nou microscop cuantic, un nou dispozitiv incredibil care le permite
literalmente oamenilor de ştiinţă să privească în lumea cuantică. O
structură orbitală reprezintă spaţiul dintr-un atom care este ocupat
de un electron.
Dar atunci când descriu aceste
caracteristici supermicroscopice ale materiei,
oamenii de ştiinţă se bazează
pe funcţiile de undă — o
metodă matematică de a
descrie stările cuantice ale
particulelor şi anume cum se
comportă acestea în timp şi în
spaţiu. In cadrul fizicii cuantice
se folosesc, de obicei, formule
precum ecuaţia lui Schrddinger
pentru a descrie aceste stări şi
acestea sunt deseori însoţite de
prezenţa numerelor complexe
şi a unor reprezentări grafice
complicate
Până în prezent oamenii de
ştiinţă nu au avut niciodată
posibilitatea de a observa de
fapt această funcţie de undă.
încercarea de a determina
poziţia exactă sau impulsul unui
electron din cadrul atomului
amintea de încercarea de a
prinde cu mâna un roi de muşte,
observaţiile directe asupra
atomului perturbând coerenţa
cuantică. Pentru a surprinde o
stare cuantică autentică a fost
necesar un instrument care să
poată media statistic mai multe
măsurători în timp.
58
Dar cum se pot mări stările microscopice ale unei
particule cuantice? Microscopul cuantic reprezintă
răspunsul la această întrebare, după cum arată o echipă
internaţională de cercetători, adică un dispozitiv care
utilizează microscopia ce se bazează pe efectul ionizant
pentru a vizualiza direct structurile atomice.
^ Aneta Stodolna de la FOM Institute for Atomic and
Molecular Physics (AMOLF) din Olanda descrie în Physical
Review Letters cum ea şi echipa sa au reuşit să surprindă
structura nodală a orbitalului electronic al unui atom de
hidrogen plasat într-un câmp electric static.
A rtic o l r e a liz a t d e S t r o e C r is t in a