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
Neexistujú, no najlepšie predpovedajú vesmír. Fyzici odhalili tajomnú moc, ktorá hýbe realitou
Koniec slnečnej sústavy šokoval vedcov. Horí tam obrovská „stena ohňa“, akú doteraz nikto nevidel
Slováci dnes uvidia vesmírne divadlo s prekvapením. Stačí sa len pozrieť na oblohu voľným okom
Z Álp prichádza energetická revolúcia. Švajčiari spojili vodík, batérie a umelú inteligenciu
NESMIEŠ PREHLIADNUŤ Sovietska loď, ktorá dokázala lietať: Ako fungovalo „Kaspické monštrum” a prečo sa svojej pýchy vzdali?
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Podnikatelia prišli o obľúbený trik: Slovenská pošta stopla obchádzanie transakčnej dane
Každý štvrtý Slovák nemá finančnú rezervu: Stačí drobná kríza a sú tu problémy (ROZHOVOR)
Táto trojkombinácia predlžuje život: Riziko úmrtia dokáže znížiť až o 28 %, tvrdia vedci
251 dronov zničených za jedinú noc. Rusko spustilo masívnu obranu
Slovensko smeruje k rekordnému zadlženiu v histórii krajiny, varuje rozpočtová rada
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Nikto niečo podobné neskúsil. Čína nechala vybuchnúť tri jadrové bomby za sebou, výsledky sú znepokojivé
- Policajti to ignorujú a riziko narastá. Vodičov začalo za volantom ohrozovať niečo horšie ako mobily
- Zničia roj dronov za pár eur. Švédi ukázali minirakety, ktoré nahradia drahé stíhačky a zmenia vojnu
- Zem je zachránená. Odborníci našli konečné riešenie na klimatickú krízu, máme ho „pod nosom“
- Slováci budú nadšení. Platené TV stanice teraz môžu sledovať aj zadarmo
-
- Nikto niečo podobné neskúsil. Čína nechala vybuchnúť tri jadrové bomby za sebou, výsledky sú znepokojivé
- Zem je zachránená. Odborníci našli konečné riešenie na klimatickú krízu, máme ho „pod nosom“
- Majú zásoby 85 miliárd m³. Do Európy začne prúdiť nový zdroj plynu z prekvapivej krajiny
- Ako je to možné? Teleportovanie existuje a dochádza k nemu každý deň
- To, čo NASA objavila po 50 rokoch, šokovalo aj skeptikov. Oblaky Venuše menia predstavy o živote
-
- Majú voňať, namiesto toho nám ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome
- Majú zásoby 85 miliárd m³. Do Európy začne prúdiť nový zdroj plynu z prekvapivej krajiny
- Nikto niečo podobné neskúsil. Čína nechala vybuchnúť tri jadrové bomby za sebou, výsledky sú znepokojivé
- Slováci budú nadšení. Platené TV stanice teraz môžu sledovať aj zadarmo
- Zem je zachránená. Odborníci našli konečné riešenie na klimatickú krízu, máme ho „pod nosom“
Rusko získava kľúčové západné technológie. Zelenskyj ich v zostrelených zbraniach napočítal 100-tisíc
Slovákov okrádajú o tisíce eur na podvodných portáloch. SACKA upozorňuje na dovolenkový zločin
Putin sa jej bojí ako čert kríža. Ak USA dodá Ukrajine túto zbraň, Rusi s Američanmi skončili
Nemecké automobilky sa rútia do hlbokej krízy. Dodávatelia tŕpnu, masívne prepúšťanie je na spadnutie
Umelá inteligencia mení pracovné návyky Slovákov. Rutinné úlohy zvláda lepšie než človek
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP