Zmierzono siły van der Waalsa. Coraz bliżej komputera kwantowego

Fizycy po raz pierwszy w historii zmierzyli bezpośrednio oddziaływania międzycząsteczkowe znane jako siły van der Waalsa.

Na wspomniane oddziaływania elektrostatyczne po raz pierwszy zwrócił uwagę (w 1874 r.) holenderski fizyk - Johannes Diderik van der Waals - badając zachowanie gazów. Siły van der Waalsa występują między dipolami cząsteczkowymi, między cząsteczkami pozbawionymi momentów dipolowych lub atomami (tzw. oddziaływania dyspersyjne). Przyczyną wystąpienia oddziaływania van der Waalsa są trwałe oraz wyindukowane momenty dipolowe w cząsteczkach lub - w przypadku oddziaływań dyspersyjnych - chwilowe asymetrie rozkładu ładunku w cząsteczce lub atomie.

Reklama

Oddziaływania van der Waalsa są oddziaływaniami bliskiego zasięgu (do 0,5 nm). Występują w kryształach wszelkiego typu (dominują w kryształach molekularnych), ponadto mają duże znaczenie m.in. w zjawiskach adsorpcji, skraplania gazów, solwolizy.

Do eksperymentalnego zbadania sił van der Waalsa niezbędne było zbliżenie do siebie atomów na bardzo małą odległość, co wcześniej nie udawało się, że względu na niewielkie rozmiary atomów. Fizycy z francuskiego Laboratoire Charles Fabry oraz Uniwerstetu w Lille postanowili wykorzystać tzw. atomy rydbergowskie (takie, w których przynajmniej jeden elektron jest wzbudzony do wysokiego poziomu energetycznego). Są one znacznie większe od standardowych budulców materii i dzięki temu łatwiej się nimi manipuluje. W atomach rydbergowskich siły van der Waalsa są większe, gdyż mają one wysoki chwilowy moment dipolowy.

Po pomiarze okazało się, że zbadana siła van der Waalsa jest zgodna z przewidywaniami teoretycznymi i wynosi 1/r6 (r=odległość między atomami). Ważniejsze od samego pomiaru okazało się pełne zapanowanie nad atomami rydbergowskimi. Dzięki nim w niedalekiej przyszłości, będzie można tworzyć kwantowe bramki logiczne.

Dowiedz się więcej na temat: siły van der Waalsa | fizyka kwantowa | komputer kwantowy

Reklama

Najlepsze tematy

Reklama

Strona główna INTERIA.PL

Polecamy

Rekomendacje