Дослідники з Інституту ядерної фізики Макса Планка успішно виміряли нескінченно малу зміну в маса окремих атомів після квантових стрибків електронів всередині за допомогою надточного атомного балансу Pentatrap в Інституті в Гейдельберзі.
У класичній механіці 'масаце важлива фізична властивість будь-якого об’єкта, яка не змінюється – вага змінюється залежно від «прискорення сили тяжіння», але маса залишається постійним. Це поняття сталості маси є основною передумовою в механіці Ньютона, однак це не так у квантовому світі.
The Einstein’s theory of relativity gave the notion of mass-energy equivalence which basically implied that the mass of an object need not remain constant always; it can be converted to (an equivalent amount of) energy and vice versa. This inter-relationship or interchangeability of mass and енергія into each other is one of central thinking in science and is given by the famous equation E=mc2 як похідна спеціальної теорії відносності Ейнштейна, де E — енергія, m — маса, а c — швидкість світла у вакуумі.
Це рівняння E=mc2 діє повсюдно, але помітно спостерігається, наприклад, в атомний реактори, де часткова втрата маси під час реакцій ядерного поділу та ядерного синтезу викликає величезну кількість енергії.
У субатомному світі, коли електрон стрибає «до» або «від» одного орбітальний для іншого, кількість енергії, еквівалентна «розриву рівня енергії» між двома квантовими рівнями, поглинається або вивільняється. Отже, відповідно до формули еквівалентності маси та енергії, маса an атом має збільшуватися, коли він поглинає енергію, і навпаки, повинен зменшуватися, коли він вивільняє енергію. Але зміна маси атома після квантових переходів електронів всередині атома була б надзвичайно мала для вимірювання; те, що досі не було можливим. Але вже не!
Дослідники з Інституту ядерної фізики Макса Планка вперше успішно виміряли цю нескінченно малу зміну маси окремих атомів, можливо, найвищу точку в точній фізиці.
Щоб досягти цього, дослідники з Інституту Макса Планка використали надточний атомний баланс Pentatrap в Інституті в Гейдельберзі. ПЕНТАТРАП означає «високоточний мас-спектрометр з пасткою Пеннінга», вага, який може вимірювати нескінченно малі зміни маси атома після квантових стрибків електронів всередині.
Таким чином, PENTATRAP виявляє метастабільні електронні стани всередині атомів.
У звіті описано спостереження метастабільного електронного стану шляхом вимірювання різниці мас між основним і збудженим станами в Реній.
***
Список використаної літератури:
1. Max-Planck-Gesellschaft 2020. Newsroom – Pentatrap вимірює відмінності в масі між квантовими станами. Опубліковано 07 травня 07 р. Доступно в Інтернеті за адресою https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass?c=2249 Доступ 07 травня 2020 року.
2. Schüssler, RX, Bekker, H., Braß, M. et al. Виявлення метастабільних електронних станів за допомогою мас-спектрометрії на пастці Пеннінга. Природа 581, 42–46 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0
3. JabberWok на англійській Q52, 2007. Модель атома Бора. [зображення онлайн] Доступно за адресою https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg Доступ 08 травня 2020.
***
