Persbericht
16-10-2008
Doorbraak in manipulatie van atomen met lasers
VU-onderzoekers produceren verzwaard Bohr-atoom
Onderzoekers in het Laser Centrum van de Vrije Universiteit zijn erin geslaagd een verzwaard Bohr-atoom te produceren. Dat melden ze deze week in het tijdschrift Physical Review Letters.
Niels Bohr formuleerde in 1913 zijn model van een atoom, waarbij hij aannam dat een electron (een elementair deeltje van lichte massa) zich alleen in banen kan bevinden waarvoor de draaibeweging gequantiseerd is. Dat gaf de verklaring voor de waargenomen spectraallijnen in het waterstofatoom (Bohr-atoom) en de aanzet voor de quantumtheorie. Het waterstofatoom bestaat uit een proton (ook: H+ deeltje) en een electron (e- deeltje). Vanwege de tegengestelde ladingen (positief voor het proton en negatief voor het electron) trekken deze deeltjes elkaar aan (elektrische kracht), waardoor ze aan elkaar gebonden blijven in het atoom.
De onderzoekers zijn uitgegaan van een H2-molecuul, dat bestaat uit twee protonen en twee electronen. Dit systeem hebben ze gemanipuleerd door het met laserpulsen van verschillende kleuren te beschieten, waardoor de elementaire deeltjes zich anders gaan rangschikken. Een proton en de beide electronen gaan samen een negatief geladen H- (H min) deeltje vormen, dat meer dan duizend keer zwaarder is dan een electron. Dit zware negatief geladen deeltje neemt dan de plaats in van het electron in het Bohr-atoom. Het beweegt op grote afstand van het resterende proton (H plus) en ze trekken elkaar aan via de elektrische kracht. Uit het laserexperiment blijkt dat de serie van gemeten quantumtoestanden in dit H-H+ systeem precies voldoet aan de formule van Bohr. Zodoende is er een zwaar Bohr-atoom geproduceerd.
Dergelijke toestanden waarin de ladingen volledig gescheiden zijn (ion-paar) moeten in feite in alle moleculen voorkomen: ieder molecuul AB zou in een A+B- of A-B+ configuratie gedwongen kunnen worden; voor moleculen die uit veel meer atomen bestaan, geldt hetzelfde. Het experiment toont een hoogstandje van manipulatie met lasers. Of dat mogelijk nog toepassingen heeft in het sturen of controleren van chemische reacties is vooralsnog een open vraag.
Vrije Universiteit Amsterdam
Vrije Universiteit Amsterdam