Kvant mexanikası uzun müddətdir ki, bir cismin müəyyən bir anda bir dəqiq yeri tutması ilə bağlı tanış fikrə qarşı çıxır. Elektron kimi əsas hissəciklər bunun əvəzinə tədqiqatçıların mövqe və impuls kimi xüsusiyyətlərin ehtimallarını hesablamaq üçün istifadə edə biləcəyi riyazi təsvir olan "dalğa funksiyası" ilə təsvir olunur. Molekulların daxilində elektron dalğa funksiyaları "molekulyar orbitallar" kimi tanınır. Bu orbitallarda molekulun necə davranması və ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsi, o cümlədən işığı necə qəbul etməsi və kimyəvi reaksiyaların necə baş verə biləcəyi haqqında qiymətli məlumatlar var.
Dalğa funksiyasının tam üçölçülü şəklini əldə etmək, buna görə də alimlərə molekulyar davranış haqqında güclü bir fikir verərdi, lakin belə bir görüntü yaratmaq olduqca çətin idi. İndi Göttingen Universitetində fənlərarası komanda, ölçüsü yalnız nanometr olan üzvi molekulun üçölçülü dalğa funksiyasını uğurla təsvir etdi. Tədqiqatçılar buna qabaqcıl fotoelektron spektroskopiyanı mürəkkəb riyazi alqoritmlərlə birləşdirərək nail olublar.
Onların tapıntıları Nature Communications jurnalında dərc olunub. Göttingen Universitetinin professoru Stefan Matias izah edir: “Dalga funksiyası kvant mexanikasında əsas kəmiyyətdir, lakin onu birbaşa müşahidə etmək və ölçmək mümkün deyil”. Dalğa funksiyasının özünü sadəcə ölçmək mümkün olmadığı üçün tədqiqatçılar fotoelektron spektroskopiya adlı dolayı üsuldan istifadə etdilər.
Metod molekuldan buraxılan elektronların impulsunu ölçür və alimlərə dalğa funksiyasının yarısına onun vəziyyətini fiziki olaraq dəyişmədən giriş imkanı verir. Daha sonra çatışmayan yarının yenidən qurulması üçün qabaqcıl kompüter alqoritmlərindən istifadə edildi. Bu, komandaya tam molekulyar orbitalın təsvirini yaratmağa və molekuldakı karbon atomlarını ayıran məsafədən daha kiçik olan xüsusiyyətləri ayırd etməyə imkan verdi.
İndiyə qədər bu yanaşmanı üç ölçüyə genişləndirmək əsas sinxrotron tədqiqat obyektlərində uzun ölçmələr tələb edirdi. Bu tələb texnikanın geniş istifadəsini çətinləşdirdi və "dinamik" dalğa funksiyalarını atom miqyasında üçölçülü videolar kimi təsvir etmək səyləri üçün xüsusilə böyük maneə yaratdı. Göttingen Universiteti və tədqiqatın həmrəhbəri Matthijs Jansen komandanın yanaşmasının orijinallığını vurğulayır: “Biz iki güclü yeni konsepsiya təqdim edirik.
Birincisi, kompüter alqoritmini sıfırdan yenidən tərtib etməklə, indi daha az eksperimental məlumatdan istifadə etməklə etibarlı 3D təsvirlər əldə etmək olar. İkincisi, təcrübə ultraqısa işıq impulslarını təmin edən güclü, laboratoriya əsaslı yumşaq rentgen işıq mənbəyinə əsaslanır. Bu əlamətdar təsirə malik olan bu iki texnikanın birləşməsidir”. Yenidən işlənmiş alqoritm etibarlı üçölçülü şəkillər yaratmaq üçün tələb olunan eksperimental məlumatların miqdarını kəskin şəkildə azaldır.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
