Gerakan molekul Brown terbukti

Eksperimen dalam perangkap laser menegaskan teori perlanggaran Einstein

Gerakan Brownian, disimulasikan pada permukaan bulat © Thomas Steiner / CC-by-sa 2.5
membaca dengan kuat

Selepas lebih daripada 100 tahun, pasukan penyelidikan antarabangsa buat kali pertama berjaya menyiasat dan mengesahkan teori Einstein mengenai gerakan Brown dalam eksperimen. Semasa mereka melaporkan dalam "Fizik Alam", mereka menangkap zarah tunggal dengan bantuan perangkap laser optik dan mengesan pergerakannya. Data yang diukur dipersetujui dengan ramalan teoritis.

Seawal tahun 1827, ahli botani British, Robert Brown melihat di bawah mikroskopnya bahawa zarah-zarah kecil tumbuhan di dalam air bergerak dengan lentur dan tidak dapat diduga. Pada tahun 1905, sebagai sebahagian daripada tesis doktoralnya, Albert Einstein menjelaskan bahawa pergerakan ini adalah hasil daripada perlanggaran zarah-zarah dengan molekul air sekitarnya. Walaupun komponen sel diperhatikan boleh dilihat secara mikroskopik, molekul air kekal tidak kelihatan apabila mikroskop cahaya dibubarkan. Walau bagaimanapun, kesannya ke atas komponen bebas dari biji debunga di dalam air boleh diperhatikan.

Pengukuran langsung setakat ini mustahil

Secara tidak langsung, teori Einstein membuktikan kewujudan molekul

dan atom, jauh sebelum mereka dapat dikesan atau divisualisasikan secara eksperimen. Disebabkan pelbagai pertimbangan termodinamik teori Einstein telah disahkan beberapa kali secara tidak langsung dalam tempoh seratus tahun yang lalu. Walau bagaimanapun, kesan molekul air pada pergerakan zarah-zarah yang digantung tidak pernah diukur secara langsung, kerana secara teknikal mustahil untuk mengesan pergerakan ini dalam ruang terkecil pada masa nanosecond.

Perangkap dan langkah-langkah perangkap laser

Pasukan antarabangsa, dengan penyertaan Pusat Kebangsaan Kompetensi di Nanosciences di University of Basel, buat kali pertama berjaya mengesahkan teori Einstein tentang gerakan Brown. Para penyelidik telah membangunkan perangkap laser optikal untuk menangkap zarah tunggal. Terima kasih kepada pengesan novel, pergerakan zarah tunggal ini boleh diikuti. Data yang diukur adalah dalam persetujuan yang sangat baik dengan ramalan teori. (Alam Fizik, 2011), doi: 10.1038 / nphys1953) Paparan

(University of Basel, 13.04.2011 - NPO)