Физики создали молекулу размером с живую клетку
// фото: Иллюстрация Christoph Hohmann (MCQST).
15:57, 07 Jun 2019
просмотров 2042 | 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






Погода

Гороскоп
  • ОВЕН

    ОВЕН (21 марта - 20 апреля)

    День способствует серьезной работе и осуществлению смелых замыслов. Постарайтесь избежать ссоры с любимым человеком, возможно сегодня это окажется сложно выполнить. Вас могут ждать награды или порицания, в зависимости от того, как Вы действовали в прошлом. Хорошо пойдут дела у коммерсантов.

    Источник

  • ТЕЛЕЦ

    ТЕЛЕЦ (21 апреля - 21 мая)

    Сегодня предстоят незапланированные траты. Если Вы водите машину, будьте внимательны на дороге. Никто сегодня не будет жаловаться на отсутствие вдохновения. Пришло время пожинать плоды.

    Источник

  • БЛИЗНЕЦЫ

    БЛИЗНЕЦЫ (22 мая - 21 июня)

    День подобьет Вас на споры со старшими. Возможно вы действительно получите деньги и даже не в одном месте. Работники интеллектуального труда сегодня заключат выгодные договоры на проведение научных работ. Побольше решительности и сосредоточенности.

    Источник

  • РАК

    РАК (22 июня - 23 июля)

    День предвещает трудности в отношениях с коллегами, а также с родителями, близкими родственниками. Не исключено, что подведут те, на кого Вы надеялись. Скоротечный служебный роман может вызвать открытую неприязнь со стороны коллег и начальства. Вечером постарайтесь хорошенько отдохнуть, примите перед сном теплую ванну для снятия напряжения.

    Источник

  • ЛЕВ

    ЛЕВ (24 июля - 23 августа)

    Сегодня вам лучше отдохнуть: в делах успеха не ждите. Во второй половине дня строже соблюдайте диету. Успех Вам гарантирован только тогда, когда Вы сумете правильно выбрать момент и убедить окружающих в своей правоте. В первой половине дня возможны нарушения планов.

    Источник

  • ДЕВА

    ДЕВА (24 августа - 23 сентября)

    Сегодня Вы организованны, собранны, способны выполнить большую работу. Постарайтесь избежать ссоры с любимым человеком, возможно сегодня это окажется сложно выполнить. Возможны перебои в подаче электроэнергии. Вечер многие посветят любви и развлечениям.

    Источник

  • ВЕСЫ

    ВЕСЫ (24 сентября - 23 октября)

    Этот день весьма благоприятен для странствий, особенно если учесть финансовое положение, от которого напрямую зависит любое путешествие. Если Вы водите машину, будьте внимательны на дороге. Несмотря ни на какие испытания и препятствия на Вашем пути к победе и успеху, постарайтесь сохранять спокойствие, новые знакомства нежелательны. Вероятны встречи с влиятельными людьми.

    Источник

  • СКОРПИОН

    СКОРПИОН (24 октября - 22 ноября)

    Сегодня вы будете душой компании. Возможно вы действительно получите деньги и даже не в одном месте. Попытки начать что-либо новое не увенчаются успехом, встречи, назначенные на сегодня, отменятся по независящим от Вас причинам. Успешны знакомства и поездки.

    Источник

  • СТРЕЛЕЦ

    СТРЕЛЕЦ (23 ноября - 21 декабря)

    День будет отмечен высокой активностью. Не исключено, что подведут те, на кого Вы надеялись. Если у Вас есть друзья, с которыми вы по каким-то причинам поссорились и давно не виделись, пригласите их в гости. Удачный день для людей творческих профессий.

    Источник

  • КОЗЕРОГ

    КОЗЕРОГ (22 декабря - 20 января)

    Сегодня необходимо набраться терпения и выдержки, чтобы избежать конфликтов с близкими и подчиненными. Во второй половине дня строже соблюдайте диету. Тщательней контролируйте возросшую обидчивость, чтобы избежать ссор дома. Вероятно получение премии.

    Источник

  • ВОДОЛЕЙ

    ВОДОЛЕЙ (21 января - 19 февраля)

    Сегодня возможны перемены. Постарайтесь избежать ссоры с любимым человеком, возможно сегодня это окажется сложно выполнить. Хотите полюбить королеву или заработать миллион? Тогда, это Ваш день. В голову придут плодотворные идеи.

    Источник

  • РЫБЫ

    РЫБЫ (20 февраля - 20 марта)

    Сегодня не наделайте ошибок на работе. Если Вы водите машину, будьте внимательны на дороге. Чтобы избежать неприятностей, возможно, вам необходимо изменить манеру поведения и отношения к некоторым знакомым. Хорошо пойдут дела у банковских служащих.

    Источник


Banca Nationala a Moldovei
Архив
Архив
Loading...