Все рубрики раздела
- Ученые обнаружили в человеческом мозге новый участок14:12
- У человечества есть лишь 20 лет: в ООН сказали о климатической катастрофе14:41
- Ученые нашли доказательства существования снежного человека08:01
- Ученые назвали самый плохой сценарий для Земли19:40
- Американские ученые предупредили о грядущей катастрофической жаре на планете21:43
- Ученый сделал сенсационное заявление о лекарствах18:48
- Через 10 лет мир ждет полный хаос: неутешительный прогноз ученых09:30
- Врачи объяснили, почему нельзя отказываться от завтрака08:00
- Огромная проблема для всего мира: ученые заявили о таянии крупного ледника в Антарктиде16:40
- Загадочная "воющая" аномалия на дне Тихого океана потрясла ученый мир 18:10
Ученые охарактеризовали легкий и тяжелый аналоги водорода
Группа канадских и американских учёных получила сверхтяжёлые и сверхлёгкие «изотопы» водорода и выяснила, как изменяется скорость простейшей реакции замещения при использовании таких атомов.
Природные изотопы, дейтерий и тритий, по массе превосходят обычный водород в два и три раза. В химическом плане они практически идентичны, но расчёты в рамках квантовой механики показывают, что скорость протекания химических реакций с их участием должна незначительно меняться.
Для того чтобы проверить вычисления экспериментально, необходимо создать новые изотопы, сильнее отличающиеся друг от друга. Авторы решили поставленную задачу с помощью мюонов, получаемых на ванкуверском ускорителе TRIUMF. Эти частицы в целом напоминают электроны, массу которых увеличили примерно в 200 раз. Ещё одно отличие заключается в том, что среднее время жизни мюона составляет 2,2 мкс; при работе с «псевдоводородом» физикам приходилось действовать быстро.
Сверхлёгкий вариант (так называемый мюоний) был получен замещением протона в атоме водорода на положительно заряженный мюон, масса которого составляет лишь 11% от массы протона. Утяжелённую версию водорода исследователи создали на основе гелия, подставив вместо одного из двух его электронов отрицательно заряженный мюон. Тяжёлый мюон располагается ближе к ядру гелия, образованному двумя протонами и двумя нейтронами, и экранирует заряд одного из протонов, в результате чего атом приобретает сходство с водородом, в «ядре» которого находятся четыре исходные частицы и мюон. Масса такого варианта водорода равняется 4,1 а. е. м.
В опытах наблюдалась реакция замещения вида H + H2 → H2+ H. Измеренные константы скорости реакции оказались близки к значениям, предсказанным теоретически.
Нельзя сказать, что такой результат легко прогнозировался. При вычислениях теоретики пытаются максимально упростить задачу и пользуются приближением Борна — Оппенгеймера, согласно которому электроны мгновенно успевают подстроиться под любое изменение координат ядер. В случае электронов и протонов, которые находятся в разных весовых категориях, упрощение адекватно описывает ситуацию, но переход к более тяжёлым мюонам мог резко снизить точность расчётов; к счастью, этого не случилось.
В ближайшем будущем авторы займутся исследованием более сложной реакции H + CH4.
По материалам: science.compulenta.ru
Теги: исследования, открытие, химия, характеристики, водород, изотоп
- 3 мая в Киеве будут консультировать пенсионеров-переселенцев с Луганщины17:00
- СБУ задержала на Донетчине информатора "вагнеровцев"13:00
- За 1 мая россияне убили 4 и ранили 8 жителей Донетчины11:00
- Оперативная информация Генштаба ВСУ о ситуации на Донбассе09:00
- В ДонОГА оценили ущерб аграриев области от войны17:00
- Экс-узник "Изоляции" Станислав Асеев получил контузию в бою под Очеретино15:00
- За 30 апреля россияне убили 2 жителей Донетчины - ОВА12:00
- Три бригады ВСУ на Донбассе получили от громады Киева дроны и системы Starlink10:00
- Оперативная информация Генштаба ВСУ о ситуации на Донбассе09:00
- СБУ задержала жительницу Славянска, шпионившую для спецслужб РФ17:00