他們中的大多數很難知道量子世界:根據海森伯格的不確定性原則。然而,這種量子舞遠非混亂。舞者遵循嚴格的編舞。在分子中,這種奇怪的行為有另一個後果:即使應該將其完全凍結在絕對的零分子中,也永遠不會休息。由所謂的零點能量驅動的原子。

直接測量零點運動相關性

長期以來,這些零點運動模型被認為不可能直接測量。但是,歌德大學的法蘭克福和合作夥伴組織在世界上最大的XFEL歐洲XFEL中取得了成功。 “原子跳舞”捕獲了對分子和原子照片的“重點”。揭示每個原子的確切編排。

Heetherberg University的核物理學教授和Max Planck核物理研究所。以最低的能量。這種零點的運動是一種無法經典解釋的量子機械現象。 “代替編舞,物理學家相對容易用中型分子來測量分子 – 11個離子二磷酸。碘植物有27種不同的曲目,這些曲目由27種不同的方式從芭蕾舞團跳到探戈。

賈恩克說:“這項實驗歷史悠久。” “最初是在2019年指導歐洲XFEL的測量活動中收集的數據。這是兩年後的。我們意識到我們正在觀察零點運動的跡象。我們與理論物理學的同事合作。 連續激光科學中心 在漢堡。 BenoîtRichard和Ludger Inhester,尤其是創建了新的分析方法,以將我們的數據解釋提升到一個全新的水平。回顧過去,許多拼圖完全團結起來。 “

爆炸顯示了分子結構

但是,如何捕捉舞蹈顆粒的形象?使用一種稱為庫侖爆炸圖像的技術,分子被超短量激活,允許高強度的X射線激光脈衝,從而產生高分辨率圖像。 X射線脈衝將許多電子從分子中排出,導致原子 – 現在帶正電荷 – 互相嚇到並以一萬億的一小部分分配它們。該部分記錄了一個特殊的設備,該設備可以測量其時間和位置,從而重建了分子的原始結構。這種Coltrims反應顯微鏡是在歌德大學的原子物理團隊中開發的。專門適用於歐洲XFEL的版本是由Kastirke博士在博士作品中建造的。卡斯蒂爾克(Kastirke)看到該設備是一種特殊的動作:“看到我空洞的結果讓我感到驕傲。畢竟,準備工作和團隊合作多年來獨自一人。”

量子世界的新觀點

結果在量子現像中提供了非常新的看法。研究人員首次可以直接看到零點運動模型的複雜分子。這些發現表明了法蘭克福開發的Coltrims反應顯微鏡的潛力。 Jahnke說:“我們正在不斷改進我們的方法,並且已經在組織下一個實驗。” “我們的目標是超越原子的舞蹈,還可以克服電子的舞蹈。即使有原子運動。使用我們的設備,我們可以逐漸製作出短的分子膜。

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