Архив для рубрики 29.11.2011

Лазерные лучи ловят молекулы воды за хвост

Удовлетворяя своё любопытство за счёт государства, физики зачастую совершают открытия, которые позднее конвертируются в удивительные бытовые изделия. Во что превратится ответ учёных на теоретический вопрос о поведении молекулы воды, сталкивающейся с твёрдой поверхностью?

Учёные из американской лаборатории Беркли (Berkeley Lab) – Виктор Островерхов, Гленн Вэйчанас (Glenn Waychunas) и Юен Рон Шен (Yuen Ron Shen) сумели определить положение и ориентацию отдельных молекул воды в тончайшем молекулярном слое, соприкасающемся с твёрдой поверхностью. Это – совсем нетривиальная задача. Хотя взаимодействие воды и твёрдых материалов мы можем наблюдать повсюду, до сих пор все детали такого взаимодействия скрывались от учёных. Какие бы способы измерений ранее ни применялись – полученные цифры неизбежно несли в себе информацию о состоянии молекул в очень толстом слое вещества.

Таким образом, интересные данные просто терялись, растворяясь в обобщённой картине поведения огромного сонма молекул.

Схема установки, созданной в Беркли (иллюстрация с сайта lbl.gov). 

 

Чтобы отделить мельчайших водяных «мух» от толстенных «котлет», исследователи из Беркли разработали новую технику измерений, названную «Чувствительная к фазе суммарно-частотная вибрационная спектроскопия» (phase-sensitive sum-frequency vibrational spectroscopy). Далее