Rydberg contează

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Materia Rydberg este o fază a materiei formată din atomii Rydberg ; a fost prezis în jurul anului 1980 de É. A. Manykin , MI Ozhovan și PP Poluéktov . [1] [2] A fost format din diferite elemente, cum ar fi cesiu , [3] potasiu , [4] hidrogen [5] [6] și azot ; [7] au fost efectuate studii asupra posibilităților teoretice precum sodiu , beriliu , magneziu și calciu [8] S-a sugerat că este un material derivat din benzi interstelare difuze [9] ; Stările circulare Rydberg [10] , unde electronul periferic se află pe o orbită circulară plană, sunt cele mai stabile cu o durată de viață de câteva ore [11] și sunt cele mai frecvente. [12] [13] [14] Totuși, această ipoteză nu este în general acceptată de comunitatea astronomică.

Fizică

Rydberg este format din materie [15] hexagonal [16] [17] planar agregate [18] , care nu poate fi foarte mare datorită efectului de întârziere cauzată de viteza finită a luminii. [18] Prin urmare, ele nu sunt nici în stare gazoasă, nici sub formă de plasmă; nici în stare solidă, nici în stare lichidă; mai degrabă sunt foarte asemănătoare cu plasmele prăfuite cu agregate gazoase mici. Deși materia Rydberg poate fi studiată în laborator prin sondare cu laser [19] (cea mai mare aglomerare găsită are doar 91 de atomi , [6] ) s-a dovedit totuși că se găsește în spatele norilor mari din spațiu [9] [20] iar în atmosfera superioară a planetelor. [21] Legătura în materia Rydberg este cauzată de delocalizarea electronilor energetici care formează o stare globală de energie scăzută. [2] Electronii se delocalizează pentru a forma unde staționare pe inele din jurul nucleelor, creând un moment unghiular cuantificat și definind caracteristicile materiei Rydberg. Mișcările vibraționale și electronice ale legăturilor atomice pot fi studiate prin spectroscopie Raman . [22]

Durata de viață

Din motive încă în discuție, inclusiv lipsa unei metode de observare agregată , [23] materia Rydberg este foarte stabilă împotriva dezintegrării emisiilor de radiații; timpul de viață caracteristic al unui agregat la n = 100 este de 17 secunde. [24] Motivele includ lipsa suprapunerii între stările excitate și sol, tranzițiile interzise între ele și efectele schimbării corelației care împiedică emisia prin tunelare (EA Manykin, MI Ojovan Pagina 57) ; toate acestea determină o lungă întârziere în epuizarea excitării. [25] Excitația joacă un rol important în definirea timpului de viață: cu cât excitația este mai mare, cu atât este mai mare timpul de viață; [26] n = 80 oferă un timp de viață comparabil cu vârsta universului.[27]

Emoții

În metalele obișnuite, distanțele interatomice sunt aproape constante pe o gamă largă de valori de temperatură și presiune ; acest lucru nu este adevărat cu materia lui Rydberg, unde distanțele și proprietățile materiei variază enorm cu excitațiile. O variabilă cheie care servește la determinarea acestor proprietăți este numărul cuantic principal n care poate fi orice număr întreg mai mare de 1; cea mai mare valoare este de aproximativ 100.[27] [28] Distanța de legătură d în materia Rydberg este dată de:

unde un 0 este raza Bohr . Factorul de aproximare 2.9 a fost inițial determinat experimental, apoi măsurat în diferite agregate cu spectroscopie de rotație . [17]

Condensări

n d (nm) D (cm −3 )
1 0,153 2,8 × 10 23
4 2.45
5 3,84
6 5.52
10 15.3 2,8 × 10 17
40 245
80 983
100 1534 2,8 × 10 11

La fel ca bosonii care se pot condensa în condensatul Bose-Einstein , materia Rydberg se poate condensa, dar nu în același mod ca și bosonii. Motivul pentru aceasta este că materia Rydberg se comportă ca un gaz, adică nu se poate condensa fără a elimina energia de condensare; dacă nu se face, are loc ionizarea . Soluțiile la această problemă prevăd utilizarea într-un fel a unei suprafețe adiacente; cel mai bun ar fi evaporarea atomilor materiei Rydberg și lăsarea energiei de condensare la suprafață. [29] Folosind atomii de cesiu , suprafețele de grafit și convertoarele termionice ca izolare, funcția de extracție de pe suprafață a fost măsurată rezultând 0,5 eV , [30] indicând faptul că agregatul este între al nouălea și al paisprezecelea nivel de excitație. [25] Tabelul din dreapta rezumă calculul lui d făcut la diferite valori ale densității D.

Notă

  1. ^ É.A. Manykin, MI Ozhovan, PP Poluéktov, Trecerea unui gaz excitat la o stare metalică , în Sov. Fizic. Tehnologie. Fizic. Lit. , vol. 6, 1980, p. 95.
  2. ^ a b É.A. Manykin, MI Ozhovan, PP Poluéktov, Despre starea electronică colectivă într-un sistem de atomi puternic excitați , în Sov. Fizic. Dokl. , 26 , 1981, pp. 974–975, Bibcode : 1981SPhD ... 26..974M .
  3. ^ VI Yarygin, VN Sidel'nikov, II Kasikov, VS Mironov și SM Tulin, Studiu experimental privind posibilitatea formării unui condensat de state excitate într-o substanță (materie Rydberg) , în JETP Letters , vol. 77, 2003, p. 280, Bibcode : 2003JETPL..77..280Y , DOI : 10.1134 / 1.1577757 .
  4. ^ S. Badiei și L. Holmlid, Clustere neutre de materie Rydberg de la K: Răcirea extremă a gradelor de translație de libertate observate de timpul neutru de zbor , în Chemical Physics , vol. 282, 2002, pp. 137–146, Bibcode : 2002CP .... 282..137B , DOI : 10.1016 / S0301-0104 (02) 00601-8 .
  5. ^ S. Badiei și L. Holmlid, Studii experimentale ale fragmentelor rapide ale materiei H Rydberg , înJournal of Physics B , vol. 39, 2006, pp. 4191–4212, Bibcode : 2006JPhB ... 39.4191B , DOI : 10.1088 / 0953-4075 / 39/20/017 .
  6. ^ a b J. Wang, Rydberg Materiale grupuri de hidrogen (H 2 ) N * cu eliberare de energie cinetică bine definită observată prin timpul neutru de zbor , în Chemical Physics , vol. 277, 2002, p. 201, Bibcode : 2002CP .... 277..201W , DOI : 10.1016 / S0301-0104 (02) 00303-8 .
  7. ^ S. Badiei și L. Holmlid, Rydberg Matter of K și N 2 : Dependența unghiulară a timpului de zbor pentru clustere neutre și ionizate formate în explozii Coulomb , în International Journal of Mass Spectrometry , vol. 220, 2002, p. 127, DOI : 10.1016 / S1387-3806 (02) 00689-9 .
  8. ^ AV Popov, Căutare materie Rydberg: Beriliu, magneziu și calciu , în Czechoslovak Journal of Physics , vol. 56, 2006, pp. B1294, Bibcode : 2006CzJPh..56B1294P , DOI : 10.1007 / s10582-006-0365-2 .
  9. ^ a b L. Holmlid, The difuse interstellar band carriers in interstellar space: All intense bands calculate from He dublu excited states embedded in Rydberg Matter , in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , vol. 384, 2008, pp. 764–774, Bibcode : 2008MNRAS.384..764H , DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2007.12753.x .
  10. ^ J. Liang, M. Gross, P. Goy, S. Haroche, Spectroscopia circulară Rydberg-state , în Physical Review A , vol. 33, 1986, pp. 4437–4439, Bibcode : 1986PhRvA..33.4437L , DOI : 10.1103 / PhysRevA.33.4437 , PMID 9897204 .
  11. ^ RL Sorochenko,Postulare, detectare și observații ale liniilor de recombinare radio , în MA Gordon, RL Sorochenko (eds), Liniile de recombinare radio: 25 de ani de investigație , Kluwer , 1990, p. 1, ISBN 0-7923-0804-2 .
  12. ^ L. Holmlid, Observarea directă a electronilor circulari Rydberg într-un strat de suprafață al materiei Rydberg prin dicroism circular electronic , în Journal of Physics: Condensed Matter , vol. 19, 2007, p. 276206, Bibcode : 2007JPCM ... 19A6206H , DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 19/27/276206 .
  13. ^ L. Holmlid, Spectroscopia de emisie stimulată a materiei Rydberg: observarea orbitelor Rydberg în ionii de bază , în Physics Applied B , vol. 87, 2007, pp. 273–281, Bibcode : 2007ApPhB..87..273H , DOI : 10.1007 / s00340-007-2579-9 .
  14. ^ L. Holmlid, Tranzițiile de spin nuclear în intervalul kHz în grupurile de materii Rydberg dau valori precise ale câmpului magnetic intern de la orbita electronilor Rydberg , în Chemical Physics , vol. 358, 2009, pp. 61–67, Bibcode : 2009CP .... 358 ... 61H , DOI : 10.1016 / j.chemphys.2008.12.019 .
  15. ^ L. Holmlid, "Clustere H N + (N = 4, 6, 12) din hidrogen atomic condensat și deuteriu indicând structuri strânse în faza desorbită la o suprafață activă a catalizatorului". Surf. Sci. 602 (2008) 3381–3387.
  16. ^ L. Holmlid, "Lungimi de legătură de precizie pentru clusterele de materie Rydberg K 19 în niveluri de excitație n = 4, 5 și 6 din spectrele de emisie de rotație radio-frecvență". Mol. Fizic. 105 (2007) 933-939.
  17. ^ a b L. Holmlid, "Spectrele de rotație ale grupurilor mari de materie Rydberg K 37 , K 61 și K 91 dau tendințe în distanțele de legătură KK în raport cu raza orbitei electronilor". J. Mol. Struct. 885 (2008) 122-130.
  18. ^ a b L. Holmlid, "Calculele energiei clasice cu corelația electronică a stărilor excitate condensate - Materia Rydberg". Chem. Fizic. 237 (1998) 11-19. DOI : 10.1016 / S0301-0104 (98) 00259-6
  19. ^ H. Åkesson, S. Badiei și L. Holmlid, "Variația unghiulară a timpului de zbor al clusterelor neutre eliberate din materia Rydberg: procese de explozie primare și secundare în Coulomb". Chem. Fizic. 321 (2006) 215-222.
  20. ^ L. Holmlid, „Amplificarea prin emisie stimulată în clusterele de materie Rydberg ca sursă a liniilor masere intense în spațiul interstelar”. Astrophys. Space Sci. 305 (2006) 91–98.
  21. ^ L. Holmlid, "Atmosferele metalelor alcaline de pe Lună și Mercur: explicând exosferele stabile de grupuri grele de materie Rydberg". Planetă. Space Sci. 54 (2006) 101-112.
  22. ^ L. Holmlid, „Tranzițiile vibraționale în clusterele de materie Rydberg de la întârzierea de fază stimulată Raman și Rabi-flopping în infraroșu”. J. Raman Spectr. 39 (2008) 1364–1374.
  23. ^ Leif Holmlid, Condiții pentru formarea materiei Rydberg: condensarea stărilor Rydberg în faza gazoasă versus la suprafețe , în Journal of Physics: Condensed Matter , vol. 14, 2002, p. 13469, DOI : 10.1088 / 0953-8984 / 14/49/305 .
  24. ^ IL Beigman și VS Lebedev, "Teoria coliziunii atomilor Rydberg cu particule neutre și încărcate". Fizic. Rep. 250, 95 (1995).
  25. ^ a b É. A. Manykin, MI Ozhovan, PP Poluéktov, „Dezintegrarea unui condens format din atomi de cesiu excitați”. Zh. Éksp. Teoretic. Fiz. 102, 1109 (1992) [Sov. Fizic. JETP 75, 602 (1992)].
  26. ^ EA Manykin, MI Ojovan, PP Poluektov. „Recombinarea impurității materiei Rydberg”. JETP 78 (1994) 27-32.
  27. ^ a b L. Holmlid, „Redshifts în spațiu cauzat de împrăștierea stimulată de Raman în materie Rydberg intergalactică rece cu verificare experimentală”. J. Exp. Teor. Fizic. JETP 100 (2005) 637–644.
  28. ^ Shahriar Badiei și Leif Holmlid, Câmp magnetic în mediul intracluster: materia Rydberg cu electroni aproape liberi , în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , vol. 335, 2002, pp. L94, Bibcode : 2002MNRAS.335L..94B , DOI : 10.1046 / j.1365-8711.2002.05911.x .
  29. ^ J. Wang, K. Engvall și L. Holmlid, "Formarea clusterului K N prin stabilizarea complexului de coliziune Rydberg în timpul împrăștierii unui fascicul K de pe suprafețele de zirconiu". J. Chem. Fizic. 110 (1999) 1212-1220.
  30. ^ R. Svensson și L. Holmlid, "Suprafețe cu funcții de lucru foarte scăzute din stări excitate condensate: materia Rydberg de cesiu". Surface Sci. 269/270 (1992) 695–699.

Elemente conexe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Materia_di_Rydberg&oldid=118600670 ”