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.

IBM доказала возможность хранения информации в одном атоме

Основные компоненты компьютеров становятся настолько малыми, что постепенно сталкиваются с давлением границ привычного мира ньютоновской физики. И нигде масштаб и точность операций не показана лучше, чем на жестких дисках, где триллион битов может вписываться в квадратный дюйм. IBM удалось превзойти этот сценарий: ученые научились записывать и считывать данные в едином атоме.

Читать далее

Если атомы по большей части пустые, почему вещи твердые на ощупь и на вид?

Химик Джон Дальтон предложил теорию, что вся материя и объекты состоят частиц — атомов, — и эта теория до сих пор принята научным сообществом, спустя двести лет. Каждый из этих атомов состоит из невероятно маленького ядра и еще меньших электронов, которые движутся на относительно большом расстоянии от центра. Если представить стол, который в миллиард раз больше, его атомы будут размером с арбузы. Но даже тогда ядро в центре будет все еще слишком маленьким, чтобы его можно было разглядеть, не говоря уж об электронах. Почему же тогда наши пальцы не проходят сквозь атомы? Почему свет не проникает через эти щели?

Читать далее

Создан самый маленький радиоприемник размером в два атома

Казалось бы, радиоприемники изобретены уже давно и в них не может быть ничего инновационного. Ну, добавят, скажем, в радиоприемник дисплей, функции умного дома или же Интернета вещей. Какие тут новшества? А вот ученым из Гарвардского университета удалось создать самый маленький в мире радиоприемник размером в два атома, причем использовали они для этого не совсем традиционный подход.

Читать далее

Создано самое продвинутое «увеличительное стекло», с помощью которого можно увидеть атомы

Принцип работы световых микроскопов и увеличительных стекол базируется, помимо оптических свойств и свойств рефракции, на том, что при использовании оптических систем невозможно рассмотреть объекты, размер которых меньше, чем длина волны лучей света. Но ученые — удивительные люди: они постоянно делают то, что ранее казалось невозможным, выходя за общепринятые рамки. И недавно сумели создать «увеличительное стекло», способное сфокусировать свет на поверхности размером с атом.

Читать далее

Учёным удалось создать атомный накопитель данных

Учёные из Делфтского технологического университета, расположенного в Нидерландах, сумели создать уникальный накопитель данных, где каждый бит информации кодируется с помощью всего одного атома. Чего позволит добиться подобная плотность записи? Скажем так, 1 квадратный сантиметр таких ячеек позволит хранить около 10 терабайт информации, а это позволило бы в свою очередь уместить все книги, когда-либо написанные человечеством, на носителе размером с почтовую марку.

Читать далее

Сюрприз: угадайте, какой элемент во Вселенной на третьем месте по распространенности?

«Два самых распространенных элемента во Вселенной — водород и глупость». — Харлан Эллисон. После водорода и гелия, в периодической таблице сплошь и рядом идут сюрпризы. В числе самых удивительных фактов есть и то, что каждый материал, которого мы когда-либо касались, который видели, с которым взаимодействовали, состоит из одних и тех же двух вещей: атомных ядер, заряженных положительно, и электронов, заряженных отрицательно. То, как эти атомы взаимодействуют между собой — как они толкаются, связываются, притягиваются и отталкиваются, создавая новые стабильные молекулы, ионы, электронные энергетические состояния, — собственно, определяет живописность мира вокруг нас.

Читать далее

Откуда мы знаем, что все состоит из атомов?

Горы, звезды, люди — все, что мы видим вокруг, состоит из крошечных атомов. Атомы маленькие. Очень и очень. С детства мы знаем, что все вещество состоит из скоплений этих крошечных штучек. Также мы знаем, что их нельзя увидеть невооруженным глазом. Мы вынуждены слепо верить этим заявлениям, не имея возможности проверить. Атомы взаимодействуют друг с другом и по кирпичикам составляют наш мир. Откуда мы это знаем? Многие не любят принимать утверждения ученых за чистую монету. Давайте вместе с наукой пройдем путь от осознания атомов до непосредственного доказательства их существования.

Читать далее

Самые точные в мире часы могут идти 15 миллиардов лет без погрешности

Недавно мы рассказывали вам о самых точных в мире механических маятниковых часах, созданных часовщиком Джоном Харрисоном в XVIII веке. Они теряют менее одной секунды за 100 дней хода. Но в наши дни эта погрешность кажется просто огромной, поэтому эталоном хода времени являются атомные часы. Но какова же максимальная точность, достигаемая при помощи этого прибора? Мировой рекорд установили часы из Национального института стандартов и технологий (NIST), которые могут непрерывно работать 15 миллиардов лет, при этом их погрешность не достигнет и одной секунды.

Читать далее

Могут ли атомы быть в двух местах одновременно?

Можно ли одновременно забить гол и не попасть по воротам? В мире самых маленьких объектов — да: в соответствии с предсказаниями квантовой механики, микроскопические объекты могут выбирать разные пути одновременно. Мир же макроскопических объектов подчиняется другим правилам: футбольный мяч, например, всегда движется в определенном направлении. Но могут быть и лазейки. Физики из Университета Бонна создали эксперимент, который должен по возможности проверить это. Первый эксперимент покажет, могут ли атомы цезия выбирать два пути одновременно.

Читать далее

«Заряд-демон»: что случилось с третьей бомбой Манхэттенского проекта?

В зависимости от вашей точки зрения, «Проект Манхэттен» — сотрудничество США, Великобритании и Канады, в ходе которого были разработаны первые атомные бомбы — это один из величайших и худших проектов нашего времени. Можно сказать, что Манхэттенский проект по сути закончил Вторую мировую войну и таким образом в долгосрочной перспективе спас миллионы жизней. Еще можно сказать, что Манхэттенский проект привел к десятилетиям «железного занавеса» и холодной войне. Независимо от вашей точки зрения, все сходятся на том, что физики, инженеры и химики, стоявшие за проектом, были гениями и профессионалами своего дела. Или полными кретинами.

Читать далее

Как работают атомные часы?

Когда внезапно отключается свет и чуть позже появляется, как вы узнаете, какое время на часах нужно выставлять? Да, я про электронные часы, которые наверняка у многих из нас есть. Вы хотя бы раз задумывались о том, как регулируется время? В этой статье мы узнаем все об атомных часах и о том, как они заставляют весь мир тикать.

Читать далее

Самый точный атомный хронометр теряет одну секунду за пять миллиардов лет

Самые точные атомные часы

Физики Национального института стандартов и технологий США (The National Institute of Standards and Technology, NIST) разработали хронометр на основе атомов стронция, который установил новый рекорд точности и стабильности.

Читать далее

100 лет атому Бора, отмеченные на родине знаменитой теории

Нильс Бор с женой Маргарет, 30-е годы

В год празднования столетия теории атома, с которой, как принято считать, началась квантовая механика, мне довелось поехать на родину открытия – в Копенгаген. Ещё при подготовке к поездке было принято твердое решение обязательно попасть в Институт Нильса Бора и посмотреть, как там всё устроено.

Читать далее

#будущее | Ядерное разоружение

Ядерное оружие распространяется во все больше и больше стран. Куда приведет нас эта тенденция в будущем? Ядерное оружие, как правило, создается для повышения безопасности или престижа, но у этого очевидно приятного для страны процесса есть побочный эффект: повышение ставок на конфликт, что ставит человечество в неудобное положение. Также оно подчеркивает имидж своего обладателя как «опасный» — едва ли обычные люди будут стремиться к этому в личной жизни (на дворе далеко не 90-е). Если деконструкция ядерного оружия говорит о внутренних противоречиях, распространение его стало хорошим примером. Но давайте посмотрим на этот процесс более внимательно.

Читать далее

Физикам удалось телепортировать атом в квантовой системе

Впервые физики передали атом из одного места в другое внутри электронного чипа. Понимаете, чем чревато такое событие? Давайте обозначим его как локальный прорыв. Полученные результаты могут привести, по словам Аркадия Федорова из Университета Квинсленда, к большим электронным сетям и более функциональным электронным чипам.

Читать далее

Атомы цезия помогли осуществить прорыв в изучении квантовой телепортации

В течение нескольких последних лет ученые всего мира интенсивно работают над технологиями и методами квантовой телепортации, позволяющими передавать данные на квантовом уровне от одного фотона света к другому.

Читать далее

Впервые сфотографировано образование атомных связей в молекуле

Впервые ученым удалось сфотографировать молекулу с разрешением в один атом в процессе установления ковалентной связи. Полученные изображения имеют поразительное сходство со схемами, которые мы знаем из учебников химии.

Читать далее

Молекула пиррола доказала влияние квантовой механики на молекулярном уровне

Движение кольцеобразной молекулы пиррола по металлической поверхности не подчиняется сформированным на протяжении многих лет законам классической физики. Воспользовавшись сверхчувствительными технологиями, ученые выяснили, что законы квантовой физики оказывают влияние на окружающий мир не только на субатомном уровне, но и на молекулярном. Ученые химического факультета Кембриджского университета и Кавендишской лаборатории заявили, что в случае с пирролом, квантовые законы, касающиеся движения внутренних составных частей молекулы, коренным образом изменяют движение молекулы в целом.

Читать далее

Видео дня: самый маленький фильм из атомов

Исследователи IBM показали забавное анимированное видео с участием наименьших частиц химического элемента — атомов. Книга рекордов Гиннесса признала картину «Мальчик и его атом» самым маленьким фильмом в мире.

Читать далее