Nikto neveril, že sa to niekedy podarí. Českí vedci práve priamo pozorovali jav menší ako atóm
Českí vedci dokázali nemožné. Podarilo sa im totiž pozorovať jav, ktorý bol fyzikmi po prvýkrát teoretizovaný už pred 30 rokmi. Dokázali tak prekonať jednu z najväčších výziev vedy. Na tému upozornil portál EurekAlert.
Česi dokázali nemožné
O prelomový objav publikovaný v žurnále Science sa postarali odborníci z Českého inštitútu výskumu a pokročilých technológií (CATRIN) pri univerzite Palackého, Fyzikálneho ústavu AV ČR (FZÚ), Ústavu organickej chémie a biochémie AV ČR (ÚOCHB) a centra IT4Inovations pri VŠB-Technickej univerzite Ostrava, píše sa v tlačovej správe dostupnej na webe AVCR.
Vědci z @IOCBPrague @CatrinUP @FZU_AVCR @IT4Innovations @Akademie_ved_CR jako první na světě přímo pozorovali jev menší než atom a potvrdili tak 30 let starou teoretickou předpověď. Jejich práce teď vyšla v časopisu Science.https://t.co/3dEP6jvM4p
— IOCB Prague (@IOCBPrague) November 12, 2021
Experti svoj výskum prirovnávajú k prvému pozorovaniu čiernej diery, pričom dosiahnuté výsledky majú pomôcť vedcom po celom svete uľahčiť pochopenie chemických reakcií a interakcií medzi jednotlivými atómami a molekulami.
NEPREHLIADNI:
Vylepšili historicky prvú snímku čiernej diery. Lepšiu si ešte určite nevidel, teraz vrhá von prúd plazmy
Pozorovali náboj halogénu, nikto to nedokázal
Podľa dostupných informácií českí vedci vo svojej štúdii predstavili metódu, pomocou ktorej ako vôbec prví na svete pozorovali nesymetrické rozloženie elektrónového náboja okolo atómu halogénu – tzv. sigma-dieru (σ-diera). Tým prakticky potvrdili existenciu dlho teoretizovaného javu, ktorý nebol nikdy predtým priamo pozorovaný.
„Potvrdenie existencie teoreticky predpovedaných sigma-dier je podobná situácia, ako pozorovanie čiernych dier, ktorých existencia bola predpovedaná všeobecnou teóriou relativity v roku 1915, ale ktoré sa podarilo prvýkrát pozorovať len pred dvomi rokmi. Z tohto pohľadu zobrazenie sigma-diery, keď to trošku preženiem, predstavuje podobný míľnik, avšak na atomárnej úrovni,“ uvádza zainteresovaný odborník Pavel Jelínek z FZÚ a CATRIN.
Od polovice 90. rokov 20. storočia fyzici z celého sveta intenzívne skúmajú podstatu halogénovej väzby. Na existenciu javu známeho ako sigma-diera nepriamo upozorňovali röntgenové štruktúry kryštálov s halogénovou väzbou. Tie ukázali na prekvapivú skutočnosť, že chemicky viazané molekuly halogénu jednej molekuly a atómy dusíka alebo kyslíka druhej molekuly, ktoré by sa za normálnych okolností mali odpudzovať, sú tak natesnané vedľa seba, že sa priťahujú.
Výsledky boli jednoznačne v rozpore s našim predpokladom o tom, že predmetné atómy nesú homogénny záporný náboj a prostredníctvom elektrostatickej sily sa odpudzujú, uvádza sa v tlačovej správe.
Prevratný experiment
Jav špičkoví českí odborníci sledovali pomocou Kelvinovej sondy silovej mikroskopie. Ako už pri výskumoch býva zvykom, najskôr autori vypracovali podrobnú teóriu, v ktorej popísali mechanizmus atomárneho rozlíšenia Kelvinovej sondy, ktorá umožnila optimalizovať experimentálne podmienky.
K prvému experimentálnemu zobrazeniu, respektíve vizualizácii nesymetrického rozloženia elektrónovej hustoty, a teda aj k definitívnemu potvrdeniu správnosti chápania halogénových väzieb, viedla až následná kombinácia experimentálnych meraní a komplikovaných kvantovo-chemických postupov.
Ako píšu autori vo svojej štúdii, anizotropná distribúcia nábojov na jednotlivých atómoch hrá nesmierne dôležitú rolu v intermolekulárnych interakciách, avšak priame pozorovanie zostávalo až dodnes zdanlivo neriešiteľnou výzvou. Zobrazenie tejto sigma-diery by malo vedcom po celom svete umožniť lepšie pochopiť reaktivitu jednotlivých molekúl, ale taktiež by malo viesť k objasneniu usporiadania rôznych molekulárnych štruktúr.
Niečo, čo sa ešte nikomu nepodarilo
Skrátka a jednoducho, výskum bude mať dopad na rôzne vedné odbory ale i fyzikálne, biologické či chemické systémy, ktoré ovplyvňujú každodenný život.
Výskum autorov ohromil natoľko, že spočiatku neverili ani vlastným očiam. „Nemohol som uveriť, že sme prekonali hranicu rozlišovacej schopnosti mikroskopu až na subatomárnu úroveň,“ uvádza Bruno de la Torre z CATRIN a FZÚ.
Samozrejme, po chvíli už vedci boli plní hrdosti a nadšenia z toho, že posunuli vedecké limity do úplne nových rozmerov, a otvorili tak dvere vedcom z celého sveta k objavovaniu nových javov na atomárnej a subatomárnej úrovni.
Treba si uvedomiť, že pozorovanie subatomárnych štruktúr bolo až dodnes úplne mimo rozlišovacie schopnosti priamych zobrazovacích metód, pričom niektorí sa dokonca domnievali, že to tak zrejme zostane navždy.
Rastrovacia mikroskopia, ktorá ľudstvu umožňovala zobrazovať jednotlivé atómy, tak razom naberá úplne nové rozmery a posúva hranice až na subatomárnu úroveň. Výskum má taktiež otvoriť cestu k zdokonaleniu materiálových a štrukturálnych vlastností rôznych chemických, fyzikálnych či biologických systémov.Nikto neveril, že sa to niekedy podarí. Českí vedci práve priamo pozorovali jav menší ako atóm
Ak sa zaujímaš aj o odborné detaily, potom vedz, že citlivosť rastrovacej mikroskopie vedci „zvýšili funkcionalizáciou hrotu sondy atómom xenónu,“ objasňuje Torre. „Vďaka tomu sme dokázali zobraziť nerovnomerné rozloženie elektrónovej hustoty atómu brómu v molekule brómovaného tetrafenyl metánu, teda sigma-dieru v reálnom priestore,“ dodáva.
Charakteristický tvar sigma-diery je tvorený kladne nabitou korunou, ktorá je obklopená pásom zápornej elektrónovej hustoty. Toto nehomogénne rozloženie náboja vedie k vytvoreniu halogénovej väzby, ktorá je nesmierne dôležitá v supramolekulárnej chémii.
Ako na záver uvádza Pavel Hobza z ÚOCHB, ktorý komplikované pokročilé kvantovo-chemické výpočty vykonával na superpočítačoch v centre IT4Inovations: „Experimentálne meranie úplne presne potvrdzuje naše teoretické predpovede o existencii a tvare sigma-diery“.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Vedci našli „nekonečný zdroj“ pitnej vody. Tento sci-fi materiál ju bude vyrábať priamo zo vzduchu
Nemci zničili drahé MRI. Vytvorili prelomový magnet, ktorý vďaka fyzikálnemu triku zmení medicínu
Vedec prevrátil fyziku naruby. Tvrdí, že čas má až tri rozmery a realita funguje úplne inak
Astronómovia sú bez slov. Objavili sme „zakázanú” planétu, vo vesmíre nemá existovať
Budovy budúcnosti budú dýchať za nás. Vedci vytvorili materiál, ktorý žerie CO₂ zo vzduchu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Fico na ministerstve: „Slovensko si bude samé a suverénne určovať tempo a štruktúru zbrojných výdavkov“
Tender za 1,2 miliardy eur na záchranky sa rieši potichu: Realizuje ho dočasný riaditeľ v utajení
Minimálne dôchodky pôjdu hore. Vieme, o koľko sa zvýšia v roku 2026
KVÍZ: 50 % Slovákov zaskočí už prvá otázka. Otestuj sa a ukáž, čo si pamätáš zo školských čias
41-ročný lekár s telom 24-ročného muža odhaľuje svoju stratégiu dlhovekosti. Na tieto 3 doplnky nedá dopustiť
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Tvoje nočné mory dorazili. Dva najlepšie horory roka prichádzajú na obľúbené streamovacie služby
- Západ ho podcenil. Rusko nemá o mier žiadny záujem, dramaticky zvyšuje výrobu modernej zbrane
- Z Antarktídy prichádzajú signály, ktoré popierajú fyziku. Vedci sú zmätení, chystajú detektor
- Najväčšie filmové prekvapenie minulého roka dorazilo online aj s dabingom. Ľudí však rozdelilo
- NATO výrazne posilní svoj arzenál. Nemecko chystá hypersonickú bezpilotnú zbraň
-
- Slovákov čaká veľké prekvapenie pri nákupe nového mobilu. Začalo platiť prísne nariadenie Európskej únie
- Milovaný pohon Slovákov končí. EÚ chystá devastačné zmeny, ktoré ho pochovajú
- Západ sa tomu smial, teraz stíchli. Čína otestovala dron, ktorý trafí cieľ vzdialený 10 km do pár sekúnd
- Napájala by celý svet až 2 roky. V Európe našli pod zemou masívne ložisko „čistej energie”
- Realita solárnej energie prekvapila aj skeptikov. Lacné batérie lámu rekordy, čoskoro bude zdrojom 24/7
-
- Slovákov čaká veľké prekvapenie pri nákupe nového mobilu. Začalo platiť prísne nariadenie Európskej únie
- Milovaný pohon Slovákov končí. EÚ chystá devastačné zmeny, ktoré ho pochovajú
- Západ sa tomu smial, teraz stíchli. Čína otestovala dron, ktorý trafí cieľ vzdialený 10 km do pár sekúnd
- Napájala by celý svet až 2 roky. V Európe našli pod zemou masívne ložisko „čistej energie”
- Majitelia spaľovákov sa chytajú za hlavu. Batérie v elektromobiloch sú trvácnejšie, než ich autá
Spoločný softvér pre autonómne autá je realitou. Nemci ho dokončia do 2026
Trh s batériami v Nemecku kolabuje. Dopyt po elektromobiloch spadol, problémy sa prehlbujú
Slnečný ďalekohľad na La Palme s účasťou Slovenska. Ambície Astronomického ústavu rastú
Lev XIV. varuje pred vplyvom AI na vývoj detí. Problémom je aj deepfake
Polovica Slovákov pociťuje úzkosť bez sociálnych sietí. Najviac trpia mladí
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Fico na ministerstve: „Slovensko si bude samé a suverénne určovať tempo a štruktúru zbrojných výdavkov“
Tender za 1,2 miliardy eur na záchranky sa rieši potichu: Realizuje ho dočasný riaditeľ v utajení
Minimálne dôchodky pôjdu hore. Vieme, o koľko sa zvýšia v roku 2026
KVÍZ: 50 % Slovákov zaskočí už prvá otázka. Otestuj sa a ukáž, čo si pamätáš zo školských čias
41-ročný lekár s telom 24-ročného muža odhaľuje svoju stratégiu dlhovekosti. Na tieto 3 doplnky nedá dopustiť
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené