Используя лазерный импульс длительностью 70 фемтосекунд (фемто — это 10 в минус пятнадцатой степени), физики из американского института JILA разглядели, что происходит, когда сталкиваются атомы.
Процесс взаимного соударения двух атомов настолько быстротечен, что до сих пор учёным не удавалось прояснить его детали. Они видели лишь то, что происходило «до» и «после».
В экспериментах JILA приблизительно 10 квинтильонов атомов калия упаковали в контейнер из титана со стороной в 1 сантиметр и нагрели до 700 градусов Цельсия (для повышения частоты столкновений). Быстрые лазерные импульсы выступили тут в роли фотовспышки, чтобы произвести «стоп-кадр».
Энергия от первого лазерного импульса поглощалась атомами, приводя их в одинаковое состояние и заставляя откликаться излучением волны идентичного образца. Второй импульс уже получал картину взаимодействия атомов между собой.
Этот луч также поглощался и повторно излучался атомами, которые оставались «в состоянии синхронизации», но не теми, которые успели столкнуться между собой.
Кривая зависимости интенсивности второго отражённого сигнала от времени задержки между двумя лазерными импульсами и дала учёным картину взаимодействия атомов между собой. А форма отражённой волны рассказала о деталях их взаимодействия.
Так физиками было показано (как ранее и предполагали учёные), что соударение атомов очень похоже на соударение теннисных мячиков — с кратковременной потерей формы и энергии.
Читайте также о том, как физики впервые точно измерили броуновское движение микроскопической частицы. А ещё – о сверхкоротком импульсе лазера, способном разрезать нейрон, не повредив соседние ткани.
