Víme, že molekuly vznikají spojením několika atomů. Mohou být jen dva, jindy tisíce. Jak přesně však tento proces probíhá, bylo dlouho záhadou a vědci vycházeli jen ze statistických odhadů. Atomy se totiž spojují příliš rychle a detailně tento proces sledovat prostě nebylo možné. Tedy až dosud.
Mimořádný experiment se vydařil kvantovým fyzikům z univerzity ve městě Otago na Novém Zélandu. Vůbec poprvé v historii dokázali „zastavit“ jednotlivé atomy a sledovat jejich vzájemné působení při vzniku molekul, informuje univerzita v tiskové zprávě o výsledcích studie zveřejněné ve fyzikálním časopise APS.
Ve vakuové komoře o velikosti topinkovače
Vědci dosud při chápání procesu spojování atomů vycházeli ze statistických dat shromážděných během experimentů s velkým počtem atomů. Tentokrát využili speciální laboratoř univerzity v Otagu, včetně laserů, zrcadel a vakuové komory na sledování trojice nedělitelných částic. Podle vyjádření vědeckého týmu jim historický experiment otevřel dveře do dosud nevídaného mikroskopického světa.
„Naše metoda spočívá v individuálním zachycení a ochlazení trojice atomů na teplotu rovnou miliardtině Kelvina s pomocí laserových paprsků ve vakuové komoře s velikostí topinkovače,“ popisuje výzkum profesor Mikkel Andersen.
„Následně atomové pasti spojujeme, vytváříme tak kontrolované interakce, které jsme schopni sledovat,“ dodává Andersen. Celý proces byli vědci schopni zaznamenat s pomocí speciálních mikroskopických kamer.
![](https://www.interez.sk/wp-content/uploads/2020/02/otago732838.jpg)
Na historický experiment si vědci vybrali tři atomy rubidia. Molekulu dirubídium sice tvoří jen dva atomy, na vznik jsou však zapotřebí tři. Třetí atom je při reakci potřebný k tomu, aby odebral část energie vzniklé při kolizi a zbylá dvojice tak mohla vytvořit dvouatomovou molekulu. Vědci během jedinečného experimentu dokázali tento proces sledovat tak detailně, jak se to fyzikům dosud nikdy nepodařilo.
Příspěvek k technologiím budoucnosti
Novozélandský vědecký tým připouští, že výsledky experimentu mohou být pro veřejnost těžko uchopitelné. Věří však, že v budoucnu poslouží k dalšímu vývoji kvantových technologií. Výzkum může mít podle nich na společnost stejný vliv, jako kvantové experimenty staré několik desetiletí, které přispěly ke vzniku a rozvoji počítačů či internetu.
„Nás výzkum se pokouší připravit půdu pro technologie v nejmenším možném měřítku, jmenovitě na atomové úrovni a jsem nadšený, když vidím, že naše objevy mohou ovlivnit technologický vývoj budoucnosti,“ komentuje výsledky experimentu Andersen.
Jedním z nejzákladnějších zjištění, které experiment přinesl, je, že atomy se do molekuly spojují mnohem pomaleji, než vědci předpokládali na základě statistických dat z předchozích výzkumů. Proč, to však netuší a budou své hypotézy muset potvrdit v dalších fascinujících experimentech.