The researchers at Max Planck Institute for Nuclear Physics have successfully measured infinitesimally small change in the masë of individual atoms following quantum jumps of electrons within by using the ultra-precise Pentatrap atomic balance at the Institute in Heidelberg.
In classical mechanics, the ‘masë’ is an important physical property of any object which does not change – the weight changes depending upon ‘acceleration due to gravity’ but the masë remains constant. This notion of constancy of mass is a basic premise in the Newtonian mechanics, however, not so in the quantum world.
The Einstein’s theory of relativity gave the notion of mass-energy equivalence which basically implied that the mass of an object need not remain constant always; it can be converted to (an equivalent amount of) energy and vice versa. This inter-relationship or interchangeability of mass and energji into each other is one of central thinking in science and is given by the famous equation E=mc2 si një derivat i teorisë speciale të relativitetit të Ajnshtajnit ku E është energji, m është masa dhe c është shpejtësia e dritës në vakum.
Ky ekuacion E=mc2 është në lojë universalisht kudo, por vërehet dukshëm, për shembull, në atomik reaktorët ku humbja e pjesshme e masës gjatë reaksioneve të ndarjes bërthamore dhe shkrirjes bërthamore shkakton një sasi të madhe energjie.
In the sub-atomic world, when an electron jumps ‘to’ or ‘from’ one i syrit to another, an amount of energy equivalent to ‘energy level gap’ between the two quantum levels is absorbed or released. Therefore, in line with the formula of mass-energy equivalence, the mass of an atom duhet të rritet kur thith energji dhe anasjelltas, duhet të ulet kur çliron energji. Por ndryshimi në masën e një atomi pas tranzicionit kuantik të elektroneve brenda atomit, do të ishte jashtëzakonisht i vogël për t'u matur; diçka që nuk ka qenë e mundur deri më tani. Por jo më!
Studiuesit në Institutin Max Planck për Fizikën Bërthamore kanë matur me sukses këtë ndryshim pafundësisht të vogël në masën e atomeve individuale për herë të parë, ndoshta pika më e lartë në fizikën e saktësisë.
Për ta arritur këtë, studiuesit në Institutin Max Planck përdorën balancën atomike ultra të saktë të Pentatrap në Institutin në Heidelberg. PENTATRAP do të thotë 'spektrometri i masës Penning kurth me precizion të lartë', një ekuilibër i cili mund të masë ndryshimet pafundësisht të vogla në masën e një atomi pas kërcimeve kuantike të elektroneve brenda.
Kështu, PENTATRAP zbulon gjendje elektronike metastabile brenda atomeve.
Raporti përshkruan vëzhgimin e një gjendje elektronike metastabile duke matur diferencën në masë midis gjendjeve tokësore dhe të ngacmuara në Rhenium.
***
Referencat:
1. Max-Planck-Gesellschaft 2020. Redaksia – Pentatrap mat dallimet në masë midis gjendjeve kuantike. Postuar më 07 maj 07, 2020. Në dispozicion në internet në https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass?c=2249 Arritur më 07 maj 2020.
2. Schüssler, RX, Bekker, H., Braß, M. et al. Zbulimi i gjendjeve elektronike metastabile me anë të spektrometrisë së masës së kurthit Penning. Nature 581, 42–46 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0
3. JabberWok në anglisht Q52, 2007. Modeli i atomit Bohr. [imazhi në linjë] E disponueshme në https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg Qasja në 08 Maj 2020.
***
