{"id":32094,"date":"2013-03-12T03:05:40","date_gmt":"2013-03-12T00:05:40","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=32094"},"modified":"2013-03-12T03:14:02","modified_gmt":"2013-03-12T00:14:02","slug":"jalgiti-ammuennustatud-aatomkollapsi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=32094","title":{"rendered":"J\u00e4lgiti ammuennustatud aatomkollapsi"},"content":{"rendered":"

Ameerika Energeetikaministeeriumi Berkeley nimelise laboratooriumi ning California Berkeley \u00dclikooli teadlased valmistasid grafeeni pinnale kriitilise laenguga tuuma, millel j\u00e4lgiti 70 aastat tagasi kvantmehaanika seadustega ennustatud aatomkollalpsi (atomic collapse<\/em>). Katsega t\u00f5estati, et kollaps toimub v\u00e4ga suurte aatomtuumade l\u00e4heduses.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Kunstlik aatomi tuum, mis on kokku pandud viiest kaltsiumiooni dimeerist.<\/p><\/div>\n

\u201eAatomkollaps on \u00fcks grafeeni uurivate teadlaste ning aatomi-ja tuumaf\u00fc\u00fcsikute p\u00fchasid kraale,\u201c piltlikustas Ameerika Energeetikaministeeriumi teadlane Michael Crommie. \u201eMeie t\u00f6\u00f6 kinnitas relativistliku kvantmehaanika raames tehtud teoreetilise ennustuse, mis evib tuleviku nanoseadmete valmistamise teooriale ulatuslikku m\u00f5ju.\u201c<\/p>\n

Teadust\u00f6\u00f6 pealkirjaga \u201eObserving Atomic Collapse Resonances in Artificial Nuclei of Graphene<\/em>\u201c avaldati ajakirjas Science<\/em>.<\/p>\n

Kvantmehaanilise kollapsi idee esitas kvantmehaanika \u00fcks rajajaid Paul Dirac. Piisavalt raske ja positiivselt laetud aatomi tuuma korral v\u00f5ib juhtuda, et tugeva Coulombi potentsiaali toimel siirdub aatomi elektronkatte elektron tuuma ning eraldub sealt p\u00e4rast positroni kiirgumist. S\u00fcndmus on \u00e4\u00e4rmiselt ebat\u00f5en\u00e4oline ning kaugel stabiilses aatomis toimuvast.<\/p>\n

\u201eTuumaf\u00fc\u00fcsikud on \u00fcritanud aatomi kollapsi j\u00e4lgida aastak\u00fcmneid. \u00dclisuurte tuumade loomine ja alal hoidmine on aga keeruline,\u201c seletas Crommie. \u201ePraktikute tagataskus on aga trikk. Kriitiliselt raske tuuma analoogi saab valmistada grafeeni pinnale, sest selle elektronid on relativistlikud ning neid saab tihedalt \u00fchte punkti koondada.\u201c<\/p>\n

Grafeen on uudiselektroonika arendajatele enim huvipakkuv komponent, millest r\u00e4\u00e4gitakse \u00fcliv\u00f5rretes: \u00fcli\u00f5huke, \u00fclitugev, \u00fclipainduv ja \u00fclihea elektrijuht. \u00dche aatomkihi paksuses k\u00e4rgjas s\u00fcsinikv\u00f5res liikuvad elektronid 100 korda kiiremini kui r\u00e4nipooljuhis. Grafeeni elektronid matkivad massita relativistlikke laetud osakesi.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Mitterelativistlikud elektronid tiirlevad mittekriitiliselt laetud tuuma \u00fcmber klassikalistel Bohri orbiitidel. Ent kui tuuma laeng \u00fcletab kriitilise v\u00e4\u00e4rtuse Zc<\/sub>, muutub elektronide trajektoor semiklassikaliseks. Elektroni orbiidi raadius h\u00e4\u00e4bub ning laengukandja satub tuuma.<\/p>\n

T\u00f6\u00f6r\u00fchmale andsid indu viimaste aastate teadust\u00f6\u00f6d. Nad teadsid, et grafeenile paigutatud suure laenguga aatomid peaks ilmutama unikaalse elektronresonantsi, et resonants p\u00f5hjustaks elektronide koondumise v\u00e4iksesse ruumipunkti. T\u00f6\u00f6r\u00fchm aimas, et nii oleks v\u00f5imalik aatomi kollapsi j\u00e4ljendada. Eelmisel suvel kinnitas Crommie katseliselt, et laetud aatomite l\u00e4heduses olevad elektronid on relativistlikud. Ent nendes katsetes ei olnud v\u00f5\u00f5raatomite laeng kollapsi esinemiseks piisavalt suur.<\/p>\n

\u201eVarased tulemused olid \u00a0julgustavad. Ennustasime, on v\u00f5imalik j\u00e4lgida semiklassikalise orbiidiga elektroni, mis liigub tuuma ning p\u00f5hjustab ainulaadse kvantmehaanilise tuuma oleku. Semiklassikaline elektron on tuuma l\u00e4heduses osaliselt elektronisarnane ning tuumast kaugemalt otsekui auklaeng. Materjaliteadlased kasutavad grafeeni puhul terminit auk, tuumaf\u00fc\u00fcsikud aga nimetavad seda klassikaliselt positroniks,\u201c \u00fctles Crommie.<\/p>\n

Crommie t\u00f6\u00f6r\u00fchm kasutas kunsttuuma valmistamiseks spetsiaalset k\u00f5rge vaakumi keskkonnas t\u00f6\u00f6tavat skaneerivat tunnelmikroskoopi. Mikroskoopi kasutati esmalt grafeeni pinnale tekitatud kaltsiumdimeeride kokku l\u00fckkamiseks, seej\u00e4rel aga spektroskoobina ning tuuma kollapsi ruumiliste ning energeetiliste suuruste m\u00f5\u00f5teriistana. Kunsttuumad valmistati grafeeni pinnale kolmest v\u00f5i enamast kaltsiumi dimeerist.<\/p>\n

\u201ePositiivse laenguga kaltsiumi dimeerid omavad kunsttuumas sama rolli, mida prootonid p\u00e4ristuumaski,\u201c \u00fctles Crommie. \u201ePiisava hulga positiivse laengu paigutamisel v\u00e4iksesse ruumipiirkonda saame otsese pildi elektronide d\u00fcnaamikast \u00fcmber tuuma, mille laeng ajas kasvab. Seega suudame j\u00e4lgida kollapsi evolutsiooni.\u201c<\/p>\n

V\u00f5rreldes kiirendif\u00fc\u00fcsikaga kasutatakse tahkisef\u00fc\u00fcsikas aatomkollapsi kirjeldamiseks k\u00fcllaltki erinevaid meetodeid. \u00a0Kiirendi annab p\u00e4rast osakeste p\u00f5rkumist uuritavaks objektiks nn. suitseva p\u00fcssitoru. Kollapsi signaaliks on siis positroni emissioon. Tahkisef\u00fc\u00fcsikas on tossavaks p\u00fcssitoruks kollapsit signeeriva elektronorbitaali tekkimine.<\/p>\n

\u201eViis, kuidas me aatomi kollapsit tahkisef\u00fc\u00fcsikas j\u00e4lgime ning selle \u00fcle arutleme on k\u00f5rge energia osakeste f\u00fc\u00fcsikast oluliselt erinev. Maailmapilt on aga sama. Sellest hoolimata on tegemist t\u00e4htsa avastusega m\u00f5lema teadussuuna esindajate jaoks,\u201c lisas Crommie.<\/p>\n

Allikas: Phys.org<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ameerika Energeetikaministeeriumi Berkeley nimelise laboratooriumi ning California Berkeley \u00dclikooli teadlased valmistasid grafeeni pinnale kriitilise laenguga tuuma, millel j\u00e4lgiti 70 aastat tagasi kvantmehaanika seadustega ennustatud aatomkollalpsi (atomic collapse). Katsega t\u00f5estati, et kollaps toimub v\u00e4ga suurte aatomtuumade l\u00e4heduses. \u201eAatomkollaps on \u00fcks grafeeni uurivate teadlaste ning aatomi-ja tuumaf\u00fc\u00fcsikute p\u00fchasid kraale,\u201c piltlikustas Ameerika Energeetikaministeeriumi teadlane Michael Crommie. \u201eMeie t\u00f6\u00f6 […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":32095,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[147],"class_list":{"0":"post-32094","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-nanotehnoloogia","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/32094","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=32094"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/32094\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/32095"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=32094"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=32094"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=32094"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}