Впервые в истории ученые зафиксировали движение атомов в 4D

Устоявшиеся теории, посвященные тому, как материалы плавятся, замерзают и испаряются, в скором времени могут потребовать переработки в связи с новыми передовыми исследованиями. Команда ученых из калифорнийского университета смогла записать четырехмерные движения атомов — в пространстве и времени, по мере изменения их состояний.

Это первый подобный случай в истории изучения атомов.

Результаты эксперимента оказались неожиданными, так как не соответствуют классическим теориям процесса изменения атомов из одной формы в другую. Исследование может привести к созданию и изучению новых материалов, химических и биологических процессов. Возможно, даже поспособствует пониманию того, как работают нейроны в человеческом мозге.

Полагаясь на прошлые исследования, команда воспользовалась передовым трехмерным электронным микроскопом для изучения сплава железа и платины, разделенного на нано-частицы толщиной 1/10,000 в сравнении с человеческим волосом. После этого частицы были нагреты для их перехода из одного состояния в другое. Далее команда записала изображения на 9, 16 и 26 минутах после нагрева, в то время как проба вращалась в микроскопе.

Некоторые физики начали подозревать, что физическая реальность — это иллюзия

При помощи специальных алгоритмов команда отследила 33 ядра, шириной всего 13 атомов, находящихся на одной нано-частице. Как и ожидалось, сплав изменил форму из случайного расположения в упорядоченное. Однако ученые отметили, что ядра сформировали нерегулярные формы, вместо идеально круглых, как предполагали прошлые теории. Кроме того, вместо острых краев структура получилась смешанной у поверхности частицы.

Несмотря на то, что результаты звучат не особенно впечатляюще, это первый случай в истории, когда процесс зарождения был зафиксирован в движении. Благодаря получению изображений, ученые могут приступить к мыслям о том, как управлять процессом для наших нужд.

Изображение в шапке: Alexander Tokarev