Впервые воссоздана визуальная модель атома лауреата Нобеля Томсона

Физики из Австрии и Великобритании впервые смогли отследить распределение положительного заряда в капле жидкого гелия, получив фотографии этого процесса с помощью электронного микроскопа. Это открытие позволило визуализировать известную модель атома, предложенную Джозефом Томсоном, как сообщила пресс-служба Иннсбрукского университета. Эту информацию сообщает издание ТАСС.

По словам профессора Поля Шейера из Иннсбрукского университета, капли сверхтекучего гелия представляют собой чистую и холодную среду, в которой множество зарядов может распределяться с минимальным вмешательством извне. Ученые отметили, что они смогли проследить за движением зарядов, пометив их наночастицами золота и наблюдая за испарением капель жидкого гелия.

Исторически, одна из первых моделей атома была предложена в 1904 году Джозефом Томсоном для объяснения свойств атомов. Он предположил, что атом представляет собой сферу с положительным зарядом, внутри которой равномерно размещены электроны, нейтрализующие этот заряд. Хотя эта концепция была вскоре опровергнута, проблема равномерного распределения электрического заряда по поверхности идеальной сферы остается актуальной.

В ходе экспериментов австрийские и британские физики воспроизвели теоретическую модель атома, проводя опыты с каплями сверхтекучего гелия. Ученые формировали микроскопические скопления газа, охлаждали их почти до абсолютного нуля и пропускали через пучок электронов и пары золота. Атомы металла, проникая в каплю, образовывали наночастицы, состоящие примерно из 700 атомов, которые притягивались к электрическому заряду на поверхности и внутри капли.

В результате внутри капли образовывался "слепок" из множества наночастиц золота, отражающий распределение электрического заряда на момент их формирования. Используя эти гелиевые "слепки", ученые смогли воспроизвести распределение от пяти до трех дюжин электронов и сравнить результаты с математическими расчетами. Для небольшого числа носителей зарядов результаты совпали, что подтвердило возможность использования таких структур для поиска математических закономерностей, объясняющих поведение зарядов в аналогах атома Томсона.

Профессор Ян Шэнфу из Лестерского университета отметил, что эксперимент "переворачивает" традиционные отношения между теорией и практикой. Обычно результаты математических расчетов проверяются физическими экспериментами, однако в этом случае сначала было сгенерировано решение задачи, а затем искалось математическое объяснение наблюдаемым результатам.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX

Читайте также: