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La première image d'un atome d'hydrogène !

 
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Supernova
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PostPosted: 06/04/2015 15:31:25


La première observation directe de la structure orbitale d'un atome d'hydrogène excité a été faite par une équipe internationale de chercheurs. L'observation a été faite en utilisant un "microscope quantique" nouvellement développé, qui utilise la microscopie par photoionisation afin de visualiser directement la structure. Cette démonstration de l'équipe prouve que la microscopie par photoionisation, qui a d'abord été avancée il y a plus de 30 ans, peut être réalisée expérimentalement et peut servir en tant qu'outil pour explorer les subtilités de la mécanique quantique.

La fonction d'onde est un principe central de la théorie quantique - en termes simples, cela contient le maximum de connaissances qui est disponible sur l'état d'un système quantique. Plus précisément, la fonction d'onde est une solution à l'équation de Schrödinger. Le carré de la fonction d'onde décrit la probabilité d'où exactement une particule peut se trouver à un moment donné. Bien que cela figure en bonne place dans la théorie quantique, mesurer directement ou observer la fonction d'onde n'est guère une tâche aisée, comme toute observation directe détruit la fonction d'onde avant qu'elle puisse être intégralement observée.

Dans le passé, les expérimentations du "paquet d'onde de Rydberg" ont tenté d'observer la fonction d'onde en utilisant des impulsions laser ultra-rapides. Dans ces expériences, les atomes sont dans une superposition de leurs états fortement excités dit "états de Rydberg". Ces expériences montrent que les orbites d'électrons périodiques autour de noyaux sont décrites par des superpositions cohérentes d'états stationnaires de la mécanique quantique. La fonction d'onde de chacun de ces états est une onde stationnaire avec un motif nodale (un «nœud» est où il existe une probabilité nulle de trouver un électron) qui reflète les nombres quantiques de l'état. Bien que les expériences précédentes ont tenté de capturer la fonction d'onde insaisissable ou les modèles nodaux, les méthodes utilisées n'ont pas abouti. L'observation directe de la structure nodale d'un seul atome étant le plus difficile à atteindre.

Dans un nouveau travail, Aneta Stodolna, du FOM Institute for Atomic and Molecular Physics aux Pays-Bas, avec Marc Vrakking au Max-Born Institute à Berlin, en Allemagne, et d'autres collègues en Europe et aux États-Unis ont montré que la microscopie par photoionisation peut obtenir directement la structure nodale de l'orbitale électronique d'un atome d'hydrogène placé dans un champ électrique statique. Dans l'expérience, l'atome d'hydrogène est placé dans le champ électrique E et est excité par des impulsions laser.

L'électron ionisé s'échappe de l'atome et suit une trajectoire particulière au détecteur - un détecteur double plaque à microcanaux (MCP) - qui est perpendiculaire au champ lui-même. Étant donné qu'il existe grand nombre de ces trajectoires qui atteignent le même point sur le détecteur, les motifs d'interférence peuvent être observées, dont l'équipe magnifie par un facteur de plus de 20 000 en utilisant une lentille de zoom électrostatique. Le motif d'interférence reflète directement la structure nodale de la fonction d'onde. Les expériences ont été effectuées à la fois avec ionisation de résonance impliquant un état à ionisation de Rydberg et un état non résonnant ionisé.




Physics World, suite : http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/may/23/quantum-microscope-pee…
La publication, Phys. Rev. Lett. 110, 213001 : http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.110.213001
Complément sur Physics, A New Look at the Hydrogen Wave Function : http://physics.aps.org/articles/v6/58
_________________
« L'Astronomie considérée dans son ensemble, est le plus beau monument de l'esprit humain, le titre le plus noble de son intelligence. » Pierre-Simon de Laplace


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PostPosted: 06/04/2015 15:31:25
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ase
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Joined: 10 Apr 2005
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PostPosted: 12/04/2015 10:00:15
Ça date mais oui on y voit bien le front d'onde
_________________
Nous vivons à une époque où il est possible de démontrer que la mort n'existe pas. Une croyance ? Non juste un fait scientifique.


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