第811章 無法被觀測的電子(求訂閱)

之前賴在光學實驗室沒走,一直參與研究的羅先軍回道:“江總,暫時還有些難度。”

“暫時……也就是說未來有機會做到?”

“……這個問題我和李教授討論過,但我們都不太確定。”羅先軍緩緩敘述起來:“首先,氫原子的基態電子繞原子核運動一週的時間,我前陣子特意計算過,約爲150阿秒……”

要想測量氫原子電子的時間,得知道電子的運動軌跡和速度才行。

但是,繞核運動的電子又是一個波函數,在量子力學中,科學家們根本沒辦法準確測量一個波函數的速度,也沒辦法知道一個量子的運動軌跡。

否則,就不符合量子力學的基本定律。

所以,氫原子電子的繞核速度只能通過計算得來,無法實際測量。

目前公認的速度爲玻爾第一速度。

也就是約爲光速的1/137。

羅先軍繼續說:“這個運動的時間太短了,就算我們的激光脈衝的脈寬能做到0.85阿秒,在不考慮其他條件的情況下,也不大可能捕捉到電子的影像。

根據量子力學,電子的位置和速度具有不確定性,它情況基本就是一個波函數,我們無法預知電子的運動機制是連續的,還是閃動的,又或者是其他方式,只能得到一個不確定範圍中的估值。

而且,最重要的是,現在的掃描測量手段,根本就無法測量原子核的電子,這是最大的難題。”

拋開量子力學的不確定原理,要想捕捉一個電子繞核運動的影像,最大的難題就是攝像技術不夠。

在現實生活中,人們之所以能看到影像和用相機捕捉影像,是因爲接收到了電磁波,比如光。

但是,如果一個地方沒有光,沒有電磁波,那就無法看到這個地方的任何影像了。

而氫原子內,就是這麼一個情況。

在一個沒有受到激發的氫原子內部,這裡沒有光,沒有電磁波,只有一個處於量子態的電子在繞核做着不規則的,無法預測軌跡的運動。

科學家雖然知道電子的存在,但卻無法直接觀察它。

縱觀科學歷史,一直以來人們都只能通過某些手段間接觀察電子的影像,而無法直接捕捉到它的影像。

因爲,核內電子本身是不發光的。

李開山接過話說:“捕捉核內電子的運動影像,屬於世界性的難題,目前整個科學界都沒辦法,甚至連線索都沒有。

我和羅教授嘗試了很多種辦法,也沒能摸索出正確的解決方向,距離真正做到捕捉核內電子的運動影像,還遙遙無期,感覺只有顛覆現有物理大廈的技術才能做到吧。

不過,基態的核內電子不好觀測,但是,因爲我們的激光脈衝進入了仄秒階層。

所以我和羅教授根據【超短超強激光技術】的資料導向,開發了一種仄秒光譜技術,已經初步實現了對電子能態改變的觀測。”

要想直接觀測一種能態下的電子的運動情況,那絕無可能,至少現在人類所掌握的物理規則是不允許的。

“仄秒光譜技術?”江博唸叨道。

李開山道:“是的,我們這個想法的基本原理是這樣的,不能直接觀察一種能態下的電子,那麼,總可以間接地研究在這個電子受到外部能量激發,發生躍遷後的能態改變情況吧?

一前一後,總會有變化,只要把握住這種變化的數據情況,就能知道電子在這段時間內的改變情況,同時還能獲知電子在躍遷前和躍遷後的基本位置。

具體怎麼回事兒,江總您這邊來,我們爲您動畫演示一遍,先軍,東西做好了吧?”

“做好了,昨晚剛弄完。”羅先軍點頭道。

“那就由你向江總講解吧。”

“好。”

來到一個多媒體會議室,羅先軍打開大屏幕,播放幻燈片,爲江博講解起了仄秒光譜技術的要點。

江博當下無事,同時也比較好奇。

另外,根據系統的尿性,他感覺如果將【超短超強激光技術】中所提到的‘電子之謎’給解開之後,應該會有一筆極爲豐富的積分獎勵。

這種涉及基礎物理科學的重大突破,感覺或許十萬積分都不止,指不定二十萬,甚至更多。

於是,他便坐在一根凳子上認真聽了起來。

羅先軍指着屏幕講解道:“仄秒光譜技術,是將激光脈衝技術與電子顯微技術結合起來。

在觀測電子能態改變的實驗中,我們首先通過鄭教授和周教授那邊的幫助,拿到了一種可以專門捕捉和操控單個原子的超導強磁設備。

我們通過發射一種800nm波長的紅色激光脈衝,激發氫原子內的電子,而再用一種266nm波長的藍色激光脈衝,負責測量電子的運動。

這兩種波長的激光脈衝,脈寬都極爲短暫,達到了0.85阿秒。”

羅先軍指了指屏幕上的畫面,翻了一頁,又接着道:“一般情況下,氫原子受到光照後,繞核電子會吸收光能,從低能態躍遷到高能態。

這個時候,如果光脈衝持續的時間足夠短,輸送的能量足夠強,那麼電子會在氫原子中發生短暫的響應,發生輻射,釋放吸收的能量。

而沒了剛纔吸收的能量,這種被激發的電子,又會快速落回原本的基態。

利用那種測量電子運動的藍色激光脈衝,可以有極大的機率跟蹤捕捉到電子落回基態瞬間的情況。

當然,這個數值非常短暫,因爲這束藍色激光脈衝一旦接觸到電子所在的能級,就會再次讓電子受激躍遷到高能態。

經過在極短的時間尺度內,連續對氫原子的電子進行上百次反覆的激發測量,便能捕捉到電子落回基態時和受激躍遷到高能態時的上百種情況的數據。

將這上百種情況的數據進行彙總後,我們製作出了兩幅關於氫原子電子在小時間尺度內的三維位置圖。”

羅先軍話到這裡,屏幕上出現了兩幅三維圖。

第一幅圖的中央是由兩個上夸克和一個下夸克組成的質子,質子四周則是上百個淡藍色的點,且沒有任何一個點是重合的,這倒也符合量子力學的不確定性原理。

據羅先軍介紹,這是根據電子落回基態時的數據製作出來的圖。

第二幅圖則把藍點換成了明亮的紅點,是電子在受到激發後,躍遷到高能級時的位置圖,同樣沒有一個點是重合的。

以江博那280點的智力,他看得若有所思。

羅先軍等人的研究,說實話,依舊不算是對電子能態變化進行了直接觀測,只是根據電子的能級變化的數據,而製作出來的位置圖,而不是實際的觀測圖。

雖然與真實情況很相近,但就像是看煙花時隔着一層保護膜,區別還是有的。

不過,能做到這種程度,已經算是領先全球了。

……

第741章 沈燁她姐(五更求月票)第260章 專利申請完成第316章 那就賠錢吧(十二更)第439章 我也有一樣禮物第880章 核電=燒開水?第550章 渣男也是有境界的(五更求月票)第28章 藥材市場第445章 萬隆公司的難題第78章 成功交易第874章 這就是人性第228章 辣哭了(三更)第541章 二維材料都是好東西第701章 年度冠軍路寶寶(月票1200加更)第79章 三個送溫暖的任務第539章 網絡聊天需謹慎第545章 不能放給別的國家(五更求月票)第560章 銀心黑洞(五更求月票)第124章 約會彭晚姿第807章 脂肪剋星(三更求訂閱)第225章 大哥真會玩第116章 黃金級系統第99章 黃金出土第794章 給我一條腿我們就還是朋友(十更求訂閱)第156章 懷念洗澡水的日子(四更)第233章 主線任務完成第327章 不如養豬第573章 我們都有正義感(三更)第248章 資料吃透,研究進展第351章 能級暴增第782章 快瘋的唐古熱娜(八更求訂閱)第886章 黑骨頭不吃虧第519章 拍賣會第535章 全球石墨烯市場現狀第622章 價值千億的黃金第764章 十萬積分(八更求訂閱)第573章 我們都有正義感(三更)第219章 道歉都沒用了第547章 姐妹談話第266章 嚇得不敢說話了(五更求訂閱)第827章 加工精度 0.5nm!(求訂閱)第125章 萬江售樓中心第356章 停止投資第821章 花沒了半個沈家(三更求訂閱)第762章 美國超導大突破?(六更求訂閱)第819章 半分鐘就搶光了(求訂閱)第266章 嚇得不敢說話了(五更求訂閱)第831章 華夏機牀之崛起第238章 倒計時結束第320章 方誌羽的新車第143章 秘密契約(一更)第853章 差距太大了第379章 是技術就要一起搞第452章 特殊事件第304章 慕白馨的壞苗頭第315章 跑不掉的(十一更)第582章 你這個人是木的第130章 黃金級的首次垂釣(八更)第624章 能級再增第6章 雙耳活環香爐第471章 計劃收購第532章 任務大禮包和激光技術第420章 產值起碼要達千億吧?第207章 兩個億還不夠啊(三更)第77章 專家都說極品第885章 逐漸提升的話語權第9章 以爲自己比吃飯更重要?第152章 手痠了, 歇會兒繼續刷(十更求訂閱)第389章 顏家瑣事第808章 一種未知的基因變化(四更求訂閱)第536章 我暈了我自己第884章 集體沉默第356章 停止投資第819章 半分鐘就搶光了(求訂閱)第36章 升級條件第310章 該不該打?(六更)第386章 廢墟通用語第199章 她回來了(六更求訂閱)第668章 積分98240點!第463章 腦子進水路寶寶(三更)第300章 黑骨頭營收情況第162章 你是黑色獎盃?(四更)第719章 五國專家發文力挺第320章 方誌羽的新車第242章 確定目標第53章 超體凝膠與620第509章 原來我們真的這麼強!第697章 江總NB第501章 場館開放第167章 好東西啊(九更求訂閱)第535章 全球石墨烯市場現狀第504章 這不是一款遊戲!(四更)第235章 自閉了第329章 山莊的新爸爸第621章 那就搞波大的!第865章 江先生不是一般人第294章 原來人和人真的可以活在兩個世界第382章 兩個美女第626章 最穩妥的辦法:自己造!第868章 造一個太陽第744章 黑骨頭搞電池了?(八更)