Anatomia della fuga dell’elettrone dall’atomo

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Anatomia della fuga dell'elettrone dall'atomo

Anatomia della fuga dell’elettrone dall’atomo
Per la prima volta è stato “fotografato” un elettrone nel momento in cui si appresta a sfuggire a un atomo.

Anatomia della fuga dell’elettrone dall’atomo – Il processo di ionizzazione è stato seguito passo dopo passo adattando una tecnica usata finora solo per seguire il comportamento di elettroni liberi. La comprensione puntuale di questo processo potrebbe aprire le porte a nuovi stati della materia e alla possibilità di intervenire sulle reazioni chimiche per farle procedere in modo diverso da quello naturale.

Per la prima volta è stato “fotografato” un elettrone nel momento in cui si appresta a sfuggire a un atomo. Un gruppo di ricercatori è riuscito a seguire passo passo, come in una serie di istantanee, i cambiamenti di velocità sperimentati da un elettrone nel corso di quel brevissimo lasso di tempo necessario per sfuggire dal suo atomo e diventare un elettrone libero. La tecnica usata dai ricercatori della Ohio State University a Columbus che hanno realizzato l’impresa è illustrata in un articolo pubblicato su “Nature Physics“.

Si tratta di un passo in avanti nei tentativi di visualizzare, comprendere e, in prospettiva, controllare la dinamica degli elettroni nella materia; una capacità che potrebbe portare alla creazione di nuovi stati della materia, o a materiali con proprietà singolari.

“Se pensiamo a ogni ‘istantanea’ che prendiamo come a un frammento di un film, forse un giorno potremmo fermare il filmato in un particolare fotogramma e cambiare quello che succede dopo, per esempio colpendo un elettrone con luce e cambiando la sua direzione, o entrare in una reazione chimica e farla avvenire in un modo diverso da quello naturale”, ha detto Louis Franklin DiMauro, che ha diretto lo studio.

Per comprendere la difficoltà dell’impresa basti dire che i ricercatori sono riusciti a seguire l’evento – la fuga di un elettrone da un atomo – con una risoluzione temporale di 10 attosecondi, ossia 10 miliardesimi di miliardesimo di secondo. In un simile lasso di tempo un raggio di luce percorre meno di tre milionesimi di millimetro.

In particolare, i ricercatori hanno seguito la fuga di un elettrone da un atomo di elio, uno di neon e uno di argon in seguito alla loro ionizzazione (la perdita appunto di un elettrone)
prodotta con laser ultravioletto, modificando e adattando una tecnica usata finora solo per seguire il comportamento di elettroni liberi. Grazie allo sviluppo di un nuovo modello del comportamento elettronico, ha detto DiMauro “siamo in grado di usare informazioni che provengono dalle immediate vicinanze del nucleo dell’atomo, e che altri avrebbero buttato via perché i dati sembravano sempre troppo complessi per essere decifrati”.

Fonte: lescienze.it
Fonte IGM: lescienze.it