Mengganggu apa-apa? Nah, anda tidak menjadi tidak masuk akal: Sesetengah atom boleh membentuk bon sebenar dengan "tiada apa-apa."
Walaupun ikatan kimia biasa memerlukan dua entiti, terdapat satu jenis atom yang mungkin dapat mengikat kepada atom-atom "hantu" atau yang tidak wujud, menurut satu kertas baru yang diterbitkan pada 12 September dalam jurnal Physical Review Letters.
Sama seperti planet solar planet kita mengelilingi matahari, elektron mengorbit di sekeliling nukleus atom. Lebih jauh dari orbit mereka, semakin tinggi tenaga elektron. Tetapi dengan rangsangan tenaga, elektron sering boleh meloncati orbit - dan beberapa pergi jarak jauh.
Atom Rydberg mempunyai satu elektron yang melompat ke orbit jauh, jauh dari nukleus. "Pada dasarnya, mana-mana atom dalam jadual berkala boleh menjadi atom Rydberg," kata penulis kanan Chris Greene, seorang profesor fizik dan astronomi yang terkenal di Universiti Purdue, memberitahu Live Science. Apa yang diperlukan adalah untuk menyalakan laser pada atom, memberikan elektronnya sedikit tenaga.
Atom Rydberg "adalah luar biasa dari segi kimia," kata Greene. Itu kerana elektron teruja yang melompat sangat jauh dari nukleus atom boleh bertaburan berulang dengan elektron di dalam atom keadaan tanah berdekatan - atau satu di mana semua elektronnya berada dalam keadaan tenaga terendah. Setiap kali ia bertembung, ia menarik bit atom bumi dengan sedikit, akhirnya menjebaknya dalam apa yang disebut ikatan trilobite.
"Interaksi yang sangat kecil dengan atom jauh," dapat berinteraksi dengan atom Rydberg sehingga molekul yang dihasilkan kelihatan seperti fosil arthropoda yang telah dipanggil trilobites, kata Greene.
Molekul trilobite mula-mula diramalkan wujud pada tahun 2000 dan diperhatikan secara eksperimen 15 tahun kemudian. Tetapi sekarang, Greene dan pasukannya meramalkan bahawa ada cara untuk "menipu" atom Rydberg untuk membentuk ikatan dengan, tidak, apa-apa.
Apa yang perlu mereka buat hanyalah melakukan patung.
Dalam eksperimen teoritis semata-mata, pasukan menggunakan algoritma komputer untuk memikirkan urutan denyutan elektrik dan magnet yang mereka boleh memohon kepada atom hidrogen Rydberg, membentuknya sedemikian rupa untuk membentuk ikatan trilobite.
Semasa setiap nadi elektrik, orbital elektron atom hidrogen Rydberg boleh diregangkan; dan semasa setiap nadi magnet, ia boleh dipintal sedikit, kata Greene.
"Agak menghairankan, di peringkat pertengahan sebelum denyut akhir digunakan untuk atom, keadaan elektron ikatan tidak kelihatan sama sekali seperti trilobite," kata Greene. "Ia hanya menjadi tumpuan tajam sebagai keadaan yang dikehendaki pada akhir nadi akhir."
Pengiraan mereka menunjukkan bahawa, seperti labah-labah menembak webnya ke ruang kosong, ada kemungkinan atom Rydberg membentuk ikatan trilobite dengan atom "hantu".
"Elektron berkelakuan betul-betul seolah-olah ia terikat kepada atom, tetapi tidak ada atom untuk mengikat," kata Greene. Dan ia berbuat demikian dengan cara yang sangat terarah, yang bermaksud bahawa ia menunjuk pada tempat yang hampir tepat di angkasa di mana ia akan terikat kepada atom keadaan tanah. Ikatan ini kepada apa-apa, mereka mendapati, harus tinggal sekurang-kurangnya 200 mikroseconds.
"Kami cukup yakin," bahawa ini akan berlaku jika mereka mencubanya secara eksperimen, kata Greene. Tetapi untuk memastikan eksperimen benar, para penyelidik perlu memikirkan cara menyegerakkan pulsa dan menyekat bidang luaran, yang mungkin menjadi halangan yang besar untuk membersihkan, menurut American Physical Society.
Greene berharap untuk mengetahui sama ada terdapat cara lain untuk "menipu" elektron untuk membuat bon tanpa apa-apa, seperti dengan menggunakan gelombang mikro atau denyutan laser pantas. Dia mengesyaki bahawa atom-atom ini, sama sekali tidak terikat, boleh bertindak dengan berbeza jika diminta untuk menjalani reaksi kimia.
