Физики создали молекулу размером с живую клетку
// фото: Иллюстрация Christoph Hohmann (MCQST).
15:57, 07 Jun 2019
просмотров 748 | комментариев 0

Учёные создали из двух атомов молекулу, сравнимую по размерам с бактериями. Эту частицу можно разглядеть в оптический микроскоп.

Подробности исследования описаны в научной статье, опубликованной в журнале Science учёными из США, Германии и Дании, передает Вести.

Насколько малы молекулы? Правильный ответ на этот вопрос: "Смотря какие". Если вытянуть в одну линию молекулу ДНК из человеческой хромосомы, её длина превысит четыре сантиметра (!). Но нить ДНК – это цепочка из многих миллиардов атомов. Такие вещества – исключение, а не правило.

В большинстве молекул насчитываются единицы или десятки атомов. Например, в молекуле воды их три, кислорода – два, сахарозы – 45. Какими габаритами могут похвастаться такие молекулы?

Всё просто: в стакане воды больше молекул, чем стаканов воды в Мировом океане. Такие частицы невозможно увидеть в оптический микроскоп, поскольку от них не отражается свет. Их размеры попросту меньше длины волны света (0,4–0,8 микрометра).

Столь маленькие объекты трудно изучать экспериментально. А физики и химики нуждаются в этом, поскольку состав и строение молекулы – это именно то, что отличает одно вещество от другого. Детальное изучение строения и взаимодействия молекул могло бы облегчить создание веществ с заданными свойствами, в том числе новых лекарств и материалов.

Теперь учёные совершили, казалось бы, невозможное, создав двухатомную молекулу длиной более 0,7 микрометра. Она сравнима по размерам с бактериями и может быть "сфотографирована" оптическим микроскопом.

Авторы использовали ультрахолодные водородоподобные атомы рубидия. Поясним, что водородоподобный атом имеет ровно один электрон. Все остальные электроны, которых у рубидия в норме 37, из него удалены. Такая система напоминает атом водорода, только ядро у него – ядро исходного элемента, в данном случае рубидия.

Водородоподобные атомы устроены гораздо проще обычных с их обилием электронов. Поэтому они легче поддаются расчёту и манипулированию. Кроме того, в таком атоме электрон может отстоять от ядра очень далеко (по атомным меркам). Это и позволило создать гигантские молекулы.

Физики разместили атомы в виде плоской решётки из квадратных ячеек. В каждом углу ячейки находился ровно одина атом. Расстояние между ближайшими "соседями" составляло 0,53 микрометра. Покидать свои места атомам мешали лазерные лучи.

Затем новый лазерный импульс провоцировал некоторые атомы на то, чтобы вступать друг с другом в химическую связь. В этом случае атом делился электроном с соседом, отделённым от него диагональю квадрата, и тот отвечал взаимностью. Теперь каждый электрон притягивался к обоим ядрам сразу и скреплял их в единое целое. Получалась двухатомная молекула, причём расстояние между её атомами было равно диагонали квадрата (более 0,7 микрометра).

Молекулу, в отличие от отдельного атома, лазерная ловушка уже не удерживала. Картина получалась прямо-таки романтическая: два атома, слившись в объятиях, покидали устроенную для них тюрьму.

После такого события физики фиксировали в решётке пустые места, отделённые друг от друга диагональю ячейки. Причём делали они это с помощью оптического микроскопа. Таким образом, хотя они и не увидели в этот микроскоп саму молекулу, они наблюдали её след в натуральную величину – как будто дырку в паззле, из которого вынули элемент.

В дальнейшем авторы планируют создавать новые и более сложные гигантские молекулы.




Комментарии


Другие новости


Последние новости Наиболее читаемые сегодня Наиболее читаемые за неделю




Погода

Гороскоп
  • ОВЕН

    ОВЕН (21 марта - 20 апреля)

    День подобьет Вас на споры со старшими. Деньги, которые Вы дадите в долг сегодня, вернут с большим опозданием, а то и не вернут вовсе. Романтическое настроение не позволит заниматься скучной работой. Вероятны встречи с влиятельными людьми.

    Источник

  • ТЕЛЕЦ

    ТЕЛЕЦ (21 апреля - 21 мая)

    Сегодня Вы будете чересчур раздражительными, полностью подчинитесь переменчивому настроению. На вечер можно запланировать поход к парикмахеру. Судя по всему, родственники Вашей второй половины обратятся к Вам сегодня за советом и помощью. Хорошо пойдут дела у коммерсантов.

    Источник

  • БЛИЗНЕЦЫ

    БЛИЗНЕЦЫ (22 мая - 21 июня)

    Этот день - отличное условие для активного отдыха с семьей, для занятий спортом. Зря не обольщайтесь и не отчаивайтесь, неудачи будут кратковременными. Постарайтесь лечь спать пораньше. Не стоит расслабляться! Вам необходимы сегодня воля и разум.

    Источник

  • РАК

    РАК (22 июня - 23 июля)

    День подобьет Вас на споры со старшими. Сегодня попробуйте объективно оценить ситуацию, проявите такт и добросердечие. Ваше желание привести квартиру в надлежащий вид, может не встретить поддержки у домашних, что приведет к долгим дебатам и ссорам. Отправляясь всей семьей на дачу, в лес.

    Источник

  • ЛЕВ

    ЛЕВ (24 июля - 23 августа)

    Сегодня Вы будете чересчур раздражительными, полностью подчинитесь переменчивому настроению. И будьте внимательны в выборе партнеров - возможно, это надолго. Сегодня бессознательно могут быть найдены интересные и оптимальные способы решения застарелых проблем. Окажутся полезными советы и рекомендации друзей, с которыми вас связывают длительные отношения. Воздержитесь от неуемных желаний в этот день.

    Источник

  • ДЕВА

    ДЕВА (24 августа - 23 сентября)

    Этот день - отличное условие для активного отдыха с семьей, для занятий спортом. Вы постепенно утратите чувство уверенности в себе. Работники интеллектуального труда сегодня заключат выгодные договоры на проведение научных работ. Будьте осторожнее сдержаннее в финансовых делах.

    Источник

  • ВЕСЫ

    ВЕСЫ (24 сентября - 23 октября)

    День подобьет Вас на споры со старшими. Вам возможно, удастся четко сформулировать свои цели и задачи. Следует остерегаться стремления к авторитарности и чрезмерной придирчивости к недостаткам окружающих, иначе к концу дня Вы рискуете остаться в одиночестве. Будьте осторожнее с бытовой химией.

    Источник

  • СКОРПИОН

    СКОРПИОН (24 октября - 22 ноября)

    Сегодня Вы будете чересчур раздражительными, полностью подчинитесь переменчивому настроению. Не стоит горячится и волноваться, иначе не избежать печального исхода. Страдающим болезнями желудка рекомендуется исключить сегодня из своего меню соленое и острое. Вечером побалуйте своих детей новой игрушкой или интересной книжкой.

    Источник

  • СТРЕЛЕЦ

    СТРЕЛЕЦ (23 ноября - 21 декабря)

    Этот день - отличное условие для активного отдыха с семьей, для занятий спортом. Постарайтесь избежать ссоры с любимым человеком, возможно сегодня это окажется сложно выполнить. Чтобы не проспать на работу, желательно завести надежный механический будильник, так как электронный Вы наверняка не услышите. Вы сможете сделать много намеченных дел.

    Источник

  • КОЗЕРОГ

    КОЗЕРОГ (22 декабря - 20 января)

    День подобьет Вас на споры со старшими. Если Вы в ссоре, самое время помириться. Если вы меняете работу, то есть шанс успешно оформится на новом рабочем месте или приступить к осуществлению смелого проекта. Хорошо пойдут дела у банковских служащих.

    Источник

  • ВОДОЛЕЙ

    ВОДОЛЕЙ (21 января - 19 февраля)

    Сегодня Вы будете чересчур раздражительными, полностью подчинитесь переменчивому настроению. Ваша прямота и откровенность помогут развеять недоговорённости. Отложите решение любых финансовых проблем, не подписывайте никаких документов. Будьте осторожны с компьютером.

    Источник

  • РЫБЫ

    РЫБЫ (20 февраля - 20 марта)

    Этот день - отличное условие для активного отдыха с семьей, для занятий спортом. Не исключено, что Вас разочаруют действия близких людей. Вам будет сопутствовать успех в отношениях с противоположным полом. Вероятны встречи с влиятельными людьми.

    Источник


Banca Nationala a Moldovei
Архив
Архив
Loading...