Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Сотрудники Аризонского университета (США) представили точную характеристику ван-дер-ваальсова взаимодействия атомов с поверхностью
В обычной жизни оценить эффект действия слабых сил Ван-дер-Ваальса, которые проявляются на малых расстояниях, сложно; остаётся лишь поверить в то, что эти силы обеспечивают, к примеру, сцепление лап геккона с гладкими поверхностями. Зато такие взаимодействия вполне могут вмешаться в работу микро- и наноразмерных устройств, и их необходимо тщательно рассчитывать.
Авторы ещё несколько лет назад создали оригинальную экспериментальную установку — миниатюрную решётку, на которую направляется пучок атомов. Часть их проходит по центру отверстий в решётке, а другие сближаются с её поверхностью и, взаимодействуя с ней, несколько изменяют траекторию движения. Эти эффекты и позволяют оценивать потенциал Ван-дер-Ваальса.
Геометрия решётки (иллюстрация из журнала Physical Review A).
Экспериментальную схему можно критиковать за то, что точные характеристики второго участника взаимодействия — поверхности — остаются неизвестными. Для того чтобы устранить эту проблему, физики направляли на одну и ту же решётку разные типы атомов (литий, натрий, калий и рубидий), а затем вычисляли относительные коэффициенты. В паре K/Na была достигнута погрешность измерения, сравнимая с погрешностью теоретических предсказаний, причём некоторые модельные результаты оказались несовместимы с опытом.
Измерения помогли установить, что электроны внутренней оболочки атома заметно влияют на взаимодействие. В этом случае прогнозы теоретиков совпали с реальными фактами.
