Ученые проследили за сверхбыстрой реакцией в гелии

9 января 2020
265

Международная команда физиков использовала лазер на свободных электронах, чтобы в реальном времени наблюдать за реакцией, происходящей в гелии после возбуждения его атомов глубоким ультрафиолетовым излучением. Их статья была опубликована в журнале Nature Communications.

Лазеры, генерирующие ультрафиолетовые и рентгеновские импульсы, дают исследователям дополнительные возможности для детального изучения фундаментальных свойств вещества. Особый интерес для физиков представляет исследование процессов, происходящих на уровне атомов. Одной из самых популярных моделей для изучения этих процессов считается гелий.

Его капельки идеально подходят для таких исследований, так как обладают уникальными свойствами. При температуре всего на 0,37 градуса выше абсолютного ноля гелий переходит в сверхтекучее состояние. Кроме того, атомы этого вещества не вступают практически ни в какие химические реакции, из–за чего он может быть отличной средой для исследования химических превращений или физических свойств других соединений. 

В результате эксперимента и проведенных позже расчетов исследователи смогли выделить три элементарных этапа реакции: очень быстрая локализация электронов, заселение метастабильных состояний и образование пузырька, который в конечном итоге лопается на поверхности капель и выбрасывает во внешнее пространство один возбужденный атом гелия.

«Впервые нам удалось проследить процессы в сверхтекучем гелии, которые происходят с такой огромной скоростью, — резюмирует ведущий автор исследования, профессор Орхусского университета Марсель Мудрич. — Полученные результаты помогают понять, как наночастицы взаимодействуют с энергетическим излучением. Эта информация очень важна для нашей работы и в дальнейшем позволит более точно исследовать свойства конкретных атомов и молекул».