Nobelova cena za fyziku: tři vědci a zpomalený pohled dovnitř atomu
Otázka, jak doopravdy vypadá atom, byla donedávna naivní. Nijak, zněla odpověď, zapomeňte na názornou představu. Pokroky fyziky však tuto ustálenou pravdu stále více nahlodávají.
Tento text pro vás načetl robotický hlas. Pokud najdete chybu ve výslovnosti, dejte nám prosím vědět. Audioverze článků můžete poslouchat v rámci klubového předplatného. Plné znění audioverzí článků je dostupné pouze pro předplatitele Klubu N. Upgradujte své předplatné. Plné znění audioverzí článků je dostupné pouze pro předplatitele Klubu N. Předplaťte si ho také.
Letošní Nobelovu cenu za fyziku získali Pierre Agostini, Ferenc Krausz a Anne L’Huillier, a to za experimentální metody umožňující generovat extrémně krátké světelné záblesky – attosekundové pulzy. Tato oblast fyziky se poslední dobou rychle rozvíjí, širší veřejnosti je však víceméně neznámá.
Jak dlouho trvá sekunda, to si dovedeme všichni představit. Naše stopky běžně měří setiny, někdy tisíciny sekundy. Tisícině sekundy se říká milisekunda neboli deset na minus třetí sekundy. Deset na minus šestou je mikro, na minus devátou (neboli miliardtina) má předponu nano. Vezměte jednu miliardtinu a rozdělte ji zas na miliardu dílků. To jsou attosekundy. Attosekunda je miliardtina miliardtiny sekundy – časový úsek tak krátký, že vůbec nemá smysl pokoušet se představit si ho.
K čemu je tedy dobrý? Co trvá tak krátkou dobu, že je třeba měřit to v attosekundách? Na to je jednoduchá odpověď: děje uvnitř atomů.
Opravdu hodně zpomalený záběr
Na základní a střední škole ukazují učitelé žákům elektrony jako kuličky obíhající atomové jádro. Na vysoké se studentům přírodních věd taková pomocná představa zakáže, protože podle moderní fyziky tam nejsou žádné skutečné částice, jen rozmazané obláčky pravděpodobnosti, navíc tak maličké, že je žádným přístrojem nemůžeme spatřit. Slovo „vypadat“ pak ztrácí význam.
Nejnověji se však ukazuje, že se dovnitř atomu přece jen podívat můžeme. Důmyslné využití elektronových mikroskopů umožňuje vidět hustotu náboje – a to už v podstatě není nic jiného než skutečný tvar atomu. Elektronové mikroskopy mohou pracovat v prostorovém měřítku atomů.
Pak je tu však ještě časové měřítko. Například přeskok elektronu z jednoho atomu do druhého trvá několik set attosekund. Oběh elektronu kolem jádra asi 150 attosekund. Kdybychom dovedli během té doby pořídit několik snímků, spatřili bychom celý děj názorně.
Jenže
