REKLÁM

A PENTATRAP méri az atom tömegének változását, amikor elnyeli és felszabadítja az energiát

A Max Planck Institute for Nuklear Physics kutatói sikeresen mérték az egyes atomok tömegének végtelenül csekély változását az elektronok belsejében lévő kvantumugrások következtében a heidelbergi intézet ultraprecíz Pentatrap atommérlegével.

A klasszikus mechanikában a „tömeg” bármely tárgy fontos fizikai tulajdonsága, amely nem változik – a tömeg a „gravitációs gyorsulástól” függően változik, de a tömeg állandó marad. A tömegállandóságnak ez a fogalma a newtoni mechanika alaptétele, a kvantumvilágban azonban nem.

Az Einstein-féle relativitáselmélet a tömeg-energia egyenértékűség fogalmát adta, ami alapvetően azt jelentette, hogy egy objektum tömegének nem kell állandónak maradnia; átalakítható (ekvivalens mennyiségű) energiává és fordítva. A tömegnek és az energiának ez a kölcsönös kapcsolata vagy felcserélhetősége a tudomány egyik központi gondolkodásmódja, és a híres E=mc egyenlet adja meg.2 Einstein speciális relativitáselméletének származékaként, ahol E az energia, m a tömeg és c a fény sebessége vákuumban.

Ez az egyenlet E=mc2 univerzálisan mindenhol játékban van, de például jelentős mértékben megfigyelhető atom reaktorok, ahol a maghasadás és a magfúziós reakciók során bekövetkező részleges tömegvesztés hatalmas mennyiségű energiát eredményez.

A szubatomi világban, amikor egy elektron „egyik pályára” vagy „egy pályáról” ugrik a másikra, a két kvantumszint közötti „energiaszint-résnek” megfelelő mennyiségű energia nyelődik el vagy szabadul fel. Ezért a tömeg-energia ekvivalencia képletével összhangban an tömege atom növekednie kell, amikor energiát vesz fel, és fordítva, csökkennie kell, amikor energiát bocsát ki. De az atom tömegének változása az atomon belüli elektronok kvantumátmenetei következtében rendkívül kicsi lenne a méréshez; ami eddig nem volt lehetséges. De már nem!

A Max Planck Institute for Nuklear Physics kutatói először mérték sikeresen az egyes atomok tömegének ezt a végtelenül csekély változását, ami valószínűleg a precíziós fizika legmagasabb pontja.

Ennek eléréséhez a Max Planck Intézet kutatói a heidelbergi intézet ultraprecíz Pentatrap atomi egyensúlyát használták. PENTATRAP A „nagy pontosságú Penning-csapda tömegspektrométer” rövidítése, egy olyan mérleg, amely képes mérni egy atom tömegének végtelenül kis változásait a benne lévő elektronok kvantumugrását követően.

A PENTATRAP így érzékeli az atomokon belüli metastabil elektronállapotokat.

A jelentés metastabil elektronikus állapot megfigyelését írja le a rénium alap- és gerjesztett állapota közötti tömegkülönbség mérésével.

***

Referenciák:

1. Max-Planck-Gesellschaft 2020. Newsroom – A Pentatrap a kvantumállapotok közötti tömegkülönbségeket méri. Feladás dátuma: 07. május 07. 2020. Elérhető online a következő címen: https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass?c=2249 Hozzáférés dátuma: 07. május 2020.

2. Schüssler, RX, Bekker, H., Braß, M. et al. Metastabil elektronállapotok detektálása Penning-csapda tömegspektrometriával. Nature 581, 42–46 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0

3. JabberWok angol nyelven Q52, 2007. Bohr atommodell. [image online] Elérhető itt https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg Hozzáférés az 08 május 2020-hez.

***

SCIEU csapat
SCIEU csapathttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Jelentős előrelépések a tudományban. Hatás az emberiségre. Inspiráló elmék.

Iratkozzon fel hírlevelünkre

A legfrissebb hírekkel, ajánlatokkal és külön értesítésekkel kell frissíteni.

Legnépszerűbb cikkek

COVID-19 elleni védekezési terv: Társadalmi távolságtartás kontra társadalmi elzárkózás

A „karanténon” vagy „társadalmi távolságtartáson” alapuló elszigetelési rendszer...

Exobolygó-tanulmány: A TRAPPIST-1 bolygói sűrűségükben hasonlóak

Egy friss tanulmány kimutatta, hogy mind a hét...

mikroRNS-ek: A vírusfertőzések hatásmechanizmusának új értelmezése és jelentősége

MikroRNS-ek vagy röviden miRNS-ek (nem összetévesztendő...
- Reklám -
94,882VentilátorokMint
47,770KövetőKövesse
1,772KövetőKövesse
30ElőfizetőkFeliratkozás