fbpx

Džinovski molekuli

Godine  2000. teorijski fizičari su predvideli postojanje džinovskog molekula  koji sadrži dva atoma Rubidijima (Rb) (Greee, Dickinson and Sadeghpour: Physical Review Letters 85, 2458 (2000)). Ovaj molekul pripada klasi molekula u Ridbergovom stanju.

(Ridbergovo stanje je stanje atoma u kome je jedan jedan od elektrona pobuđen na orbitu sa velikim kvantnim brojem. U klasičnom smislu ovo stanje odgovara stavljanjem jednog elektrona na orbitu čiji ja dimenzija veoma velika u odnosu na veličinu , sada, jonskog jezgra.

Molekuli u Ridbergovom stanju su ekstremno osetljivi na spoljašnje uticaje: spoljašnja polja, sudare sa drugim česticama, ekstremna hemijska reaktivnost itd. Danas postoji veliki broj različitih tipova eksperimenata od interesa za atomsku, molekulsku i optičku fiziku vezani za Ridbergovo stanje atoma i molekula.)trilobit molecules
Verovatnoća nalaženja ovako pobudjenog elektrona oko ova dva atoma Rubidijuma prikazana je na slikama 1,2, i 3. Slika 1. liči na trilobit – prastaru životinju (iz roda člankonožaca) sa tvrdim kalcitnim oklopom. Živeli su u morima i okeanima. Pojavili su se u ranom periodu Kambrija (pre 520 miliona godina) a nestali na granici Perma i Trijasa (pre 250 miliona godina – Slika 4). Zato je i ovaj molekul nazvan trilobit.

trilobit

Atomi u Ridbergovom molekulu povezani su jako slabom provlačnom silom i njihovo postojanje je moguće samo na temperaturama jako bliskim apsolutnoj nuli (oko milionitog dela stepena iznad apsolutne nule).

Za sada su utvrđene dve klase ovog molekula:

a) Molekuli prve klase obrazovani su interakcijom Rb atoma u osnovnom stanju (5s) i pobuđenog Rb atoma sa niskim angularnim momentom ( l<3). U stanju ravnoteže, rastojanje izmedju ova dva atoma iznosi 750 angstrema (1 angstrem – desetomilijarditi deo metra. To je veličina, radi poređenja, jednog vodonikovog atoma u osnovnom stanju). Znači, na dužini od 750 angstrema mogli bismo da poređamo 750 vodonikovih atoma jedan do drugog. Zato se ovi molekuli i zovu džinovski molekuli. Glavni kvantni broj koji odgovara eksitovanom elektronu iznosi n=30.

b) Drugu klasu ovog molekula obrazuju neutralni atom Rb i pobuđeni atom Rb sa degenerisanim  angularnim momentom (l>2) i glavnim kvantnim brojem n=30. Rastojanje između dva Rb atoma u ovom stanju je oko 600 angstrema. Manje rastojanje govori da je veza između atoma jača.

Inače, rastojanje izmedju ova dva atoma može biti i 50 000 angstrema. Vreme života ovih atoma je od 1 – 10 milisekunde.

Dr Dragan R. Todorović
Dr Dragan R. Todorović
Fizičar i likovni umetnik. Doktor fizičkih nauka. Naučna oblast – teorijska fizika čvrstog stanja. Član ULUS-a.