Атомы

Атом (от греч. «неделимый») — некогда мельчайшая частица вещества микроскопических размеров, наименьшая часть химического элемента, которая носит его свойства. Составляющие атома — протоны, нейтроны, электроны — этих свойств уже не имеют и образуют их в совокупности. Ковалентные атомы образуют молекулы. Ученые изучают особенности атома, и хотя они уже довольно неплохо изучены, не упускают возможности найти что-то новое — в частности, в области создания новых материалов и новых атомов (продолжающих таблицу Менделеева). 99,9% массы атома приходится на ядро.

Атомный взрыв без спецэффектов: 5 впечатляющих фактов о фильме «Оппенгеймер».

Рамис Ганиев

∙

20.07.2023

Атомный взрыв без спецэффектов: 5 впечатляющих фактов о фильме «Оппенгеймер». Фото.

«Оппенгеймер» — один из самых ожидаемых фильмов 2023 года. В биографической драме говорится о жизни Роберта Оппенгеймера, американского физика-теоретика, который известен как «отец атомной бомбы». Впервые созданное им оружие было испытано на территории Нью-Мексико в июле 1945 года — плутониевая бомба «Штучка» и вызвала взрыв мощностью 21 килотонны в тротиловом эквиваленте. После взрыва, в радиусе 370 метров была уничтожена вся растительность и появился кратер, а яркая вспышка от взрыва была видна на расстоянии до 290 километров. Для сохранения секретности, власти опубликовали сообщение о том, что взрыв произошел на обычном складе с боеприпасами. Новому фильму Кристофера Нолана предрекают успех, поэтому сейчас — лучшее время, чтобы узнать о нем несколько впечатляющих фактов.

Физики получили детальное изображение ядра внутри атома.

Любовь Соковикова

∙

24.01.2023, обновлено 29.01.2023

Физики получили детальное изображение ядра внутри атома. Фото.

Больше ста лет назад британский физик Эрнест Резенфорд провел ряд экспериментов, которые легли в основу нашего понимания строения атомов и радиоактивности. Открытие им атомного ядра (и первое искусственное превращение атомных ядер) привело к созданию новой концепции материи, согласно которой электроны, подобно планетам, движутся по орбитам вокруг атомного ядра, расположенного в центре. В 1911 году Резерфорд предположил, что ядро атома имеет положительный заряд, определяющий суммарное число электронов в атомной оболочке. В конечном итоге открытия Резерфорда, Нильса Бора, Ханса Гейгера и Петра Капицы показали, что атомное ядро действительно имеет положительный заряд, а окружающие его электроны (точнее, электронные облака) – отрицательный. Примечательно, что открытия выдающихся физиков были сделаны без непосредственного наблюдения атомов, но сегодня все изменилось – недавно исследователи из Брукхейвенской национальной лаборатории сообщили, что им удалось получить изображение ядра атома в электрическом поле. Впервые в истории.

Наши радиосигналы могут услышать обитатели 75 звездных систем.

Любовь Соковикова

∙

22.09.2021, обновлено 24.09.2021

Наши радиосигналы могут услышать обитатели 75 звездных систем. Фото.

Одним из моих любимых мультипликационных персонажей является Люррр – правитель планеты Омикрон Персей 8 из уже культовой Футурамы. И хотя выглядит он не самым привлекательным образом, его супруга явно находит его симпатичным. Но речь не об этом, в конце концов мы с вами собрались не обсуждать внешность вымышленных инопланетных персонажей (хотя тема довольно занятная). Люррр в этой истории интересен тем, что больше всего на свете любит смотреть земные телесериалы. Но так как Омикрон Персей 8 находится от Земли на расстоянии 1000 световых лет, телесигнал достиг их планеты когда земляне дружно отпраздновали трехтысячный год. Любимым же шоу инопланетного правителя оказался сериал 1990-х «Одинокая женщина адвокат» (у нее, кстати, самая короткая юбка в мире), но вещание передачи было прервано из-за пролитого на пульты управления пива. Что и послужило причиной вторжения омикронцев на нашу планету в 3000 году. Классный сюжет, правда? Но если говорить серьезно, то может ли нечто хотя бы отдаленно похожее на сюжет Футурамы произойти на самом деле? Ведь наша планета и правда вещает в открытый космос, причем уже более ста лет. К тому же, результаты нового исследования показали, что наши радиосигналы достигли 75 звездных систем. И кто знает какие телешоу могут понравится тамошним обитателям.

Создан новый тип металла, в котором электроны ведут себя как жидкость.

Любовь Соковикова

∙

12.09.2021

Создан новый тип металла, в котором электроны ведут себя как жидкость. Фото.

Наш мир устроен сложнее, чем может показаться на первый взгляд. И хотя все мы любим простые ответы на сложные вопросы, они редко оказываются верными. Так, в начале XIX века английский химик Джон Дальтон, разработал новую теорию атома, которая хоть и не объясняла все наблюдаемые явления, но предваряла новые возможности в понимании того, как объединяются атомы и образуются химические вещества. Интересно, что до Дальтона в научных кругах преобладала идея о маленьких неделимых частицах, предложенная еще Демокритом и Левкипом, однако атом долгое время не представлял интереса для науки. И хотя Дальтон не сомневался, что атомы неделимы, наблюдалось нечто, казавшееся легче них самих. В те годы физики выдвинули предположение, согласно которому электрический заряд состоял из некоторых электрических атомов и аналогов, а в 1894 году ирландский физик Джордж Стони предложил называть «атом электричества» электроном. С тех пор утекло много воды, причем даже больше, чем можно было бы ожидать. Недавно исследователи из Бостонского университета создали новый образец металла, в котором движение электронов протекает так же, как вода течет по трубе. Новое открытие потенциально может привести к созданию нового типа электронного устройства.

Ученым удалось увидеть вибрацию атомов с помощью мощного электронного микроскопа.

Любовь Соковикова

∙

23.05.2021

Ученым удалось увидеть вибрацию атомов с помощью мощного электронного микроскопа. Фото.

В 2018 году исследователи из Корнельского университета построили мощный детектор, который в сочетании с управляемым алгоритмом процессом – птихографией (ptychography) – установил мировой рекорд, утроив разрешение современного электронного микроскопа. Но каким бы успешным ни был этот подход, у него был один недостаток – он работал только с ультратонкими образцами толщиной в несколько атомов (все, что было больше, заставило бы электроны рассеиваться таким образом, что их невозможно было бы распутать). Теперь та же команда исследователей установила новый рекорд с помощью нового мощного детектора пиксельной матрицы электронного микроскопа (EMPAD), который включает в себя еще более сложные алгоритмы 3D-реконструкции. Авторы научной работы отмечают, что разрешение настолько тонко настроено, что единственное размытие, которое остается – это тепловое колебание самих атомов. Звучит сложно, не так ли? Предлагаем не бояться сложных терминов и пробуем разобраться, как новая форма электронной птихографии позволит ученым обнаруживать отдельные атомы в трех измерениях, а также к чему может привести их открытие.

Может ли Вселенная осознанно имитировать собственное существование?

Любовь Соковикова

∙

19.06.2020

Может ли Вселенная осознанно имитировать собственное существование? Фото.

Согласной новой гипотезе, Вселенная имитирует собственное существование в «странной петле». В статье, опубликованной учеными из Института исследований квантовой гравитации, утверждается, что в основе гипотезы лежит теория панпсихизма, согласно которой все в природе одушевлено. Статья опубликована в журнале Entropy и, как пишут авторы работы, призвана объединить понимание квантовой механики с нематериалистической точкой зрения. Иными словами, ученые хотят понять насколько реальны мы и все, что нас окружает. Согласитесь, это как минимум интересный вопрос для современной науки и нашего понимая Вселенной.

В космической лаборатории на борту МКС создана странная форма материи.

Любовь Соковикова

∙

18.06.2020

В космической лаборатории на борту МКС создана странная форма материи. Фото.

А вы знали, что на Международной космической станции (МКС) находится Лаборатория холодного атома (ЛХА) – одно из самых холодных мест в известной Вселенной? ЛХА начала свою работу в июне 2018 года и является первой установкой на орбите, производящей целые облака «ультрахолодных» атомов, температура которых может достигать доли градуса выше абсолютного нуля, -273.15ºC — минимального предела температуры, которую может иметь физическое тело во Вселенной. Все это космическое безобразие ученые затеяли, разумеется, ради квантовой физики. Так, спустя два года непрерывной работы им удалось создать странную квантовую материю, существование которой было предсказано больше столетия назад.

Что такое Токамак? Просто о термоядерном реакторе.

Артем Сутягин

∙

07.05.2020, обновлено 02.01.2023

Что такое Токамак? Просто о термоядерном реакторе. Фото.

Можете ли вы представить себе мир, в котором не нужны никакие дополнительные источники энергии? Мир, в котором не надо будет задумываться о том, как экономить энергию. Она будет если и не бесплатной, то очень дешевой. А теперь представьте Солнце, которое каждую секунду вырабатывает столько энергии, сколько человечество не израсходовало за всю свою историю и не израсходует еще долго. Как же мы можем реализовать получение энергии Солнца на нашей планете? Оказывается, уже более 60 лет существуют технологии, которые способны обеспечить нас почти неисчерпаемыми источниками энергии за минимальные деньги и с использованием почти бесплатного топлива. Резонный вопрос: почему мы не пользуемся такой возможностью?

Почему ученые озабочены проблемой атома?

Дарья Елецкая

∙

05.01.2020

Почему ученые озабочены проблемой атома? Фото.

Никто на самом деле не знает, какие именно процессы происходят внутри атома. Единственное, что остается достоверно известным — это то, что электроны носятся вокруг орбиталей во внешней оболочке атома, образуя большое количество пустого пространства, в центре которого располагается ядро из протонов и нейтронов. Собираясь вместе, протоны и нейтроны придают атому уникальные свойства, определяющие в дальнейшем те или иные качества вещества, которое может быть как кислородом или водородом, так и железом или ксеноном. Согласно статье, опубликованной на портале livescience.com, в настоящее время все еще остается неизвестным то, каким именно образом протоны и нейтроны ведут себя внутри атома. Кроме того, проведенные эксперименты показали, что протоны и нейтроны, расположенные внутри ядра, кажутся гораздо больше, чем они являются на самом деле. С чем же связаны подобные свойства и как их можно применить на практике?

Как выглядит самая маленькая частица во Вселенной?

Дарья Елецкая

∙

29.09.2019, обновлено 15.12.2021

Как выглядит самая маленькая частица во Вселенной? Фото.

Многие из вас могут наивно полагать, что самой маленькой частицей во Вселенной является атом. Что же, атом действительно считался мельчайшей и неделимой частицей вплоть до открытия в 1897 году Джозефом Томпсоном электрона; протона, который был открыт в 1920 году Эрнестом Резерфордом, а в 1932 году и нейтрона, который впервые был обнаружен английским физиком Джеймсом Чедвиком. Спустя почти 100 лет, мы знаем, что все во Вселенной состоит из кварков — загадочных частиц, которые принимают активное участие в гравитационных и электромагнитных взаимодействиях. Так что же такое кварк и как он выглядит?