Kā molekulārais frisbijs varētu veicināt kodolieroču izplatību

Ikvienam, kurš ir spēlējis ar frisbiju, būs intuitīvs priekšstats par to, kā leņķis, kādā jūs tos metat, nosaka viņu izvēlēto ceļu.

Tomēr, frisbijam kļūstot mazākam, fizika mainās. Mazā mērogā gaiss kļūst biezāks kā sīrups, un inerce sāk spēlēt daudz mazāku lomu. Tāpēc ir viegli domāt, ka frisbija pagatavošanai ir būtiska robeža.

Ne gluži, saka Johanness Floss un draugi Vaizmanas Zinātņu institūtā Izraēlā. Faktiski ir diezgan vienkārši kontrolēt rotējošās molekulas trajektoriju tāpat kā frisbijam.

Pēdējos gados ir parādījušies vairāki paņēmieni, kā iestatīt molekulas gāzē, kas griežas ar precīzi izlīdzinātām asīm, piemēram, trīsdimensiju peldošu virsmu masīvs. Visi šie paņēmieni savieno molekulas ar rūpīgi sagatavotu lāzera impulsu, lai tās noteiktā veidā grieztos.

Bet kā šos spiningus pārvērst frisbijā? Galu galā frisbija kustība būtībā ir rotējošā ķermeņa un gaisa mijiedarbības rezultāts, bet aerodinamika nevar spēlēt lomu molekulārā līmenī.

Atbilde saka, ka Floss un co ir izšaut griežamās molekulas caur elektrisko lauku, ko rada cits lāzers. Ja laukam ir zināms intensitātes gradients, tam būs līdzīga loma frisbija lidojumā. Kad tas notiks, griežamo molekulu slīpums noteiks to trajektoriju.

Kā norāda Floss un co: līdzīgu paņēmienu frisbija spēlētāji izmanto, griežot griežamā diska slīpumu, lai to novirzītu gaidošo roku pārī.

Šī frisbija tehnika sniedz ievērojamu kontroli pār molekulu ceļu. Trajektorija ir atkarīga no tādiem faktoriem kā lauka stiprums, griešanās slīpums un molekulas masa.

Tam ir būtiska ietekme uz vairākām jaunām metodēm, jo ​​īpaši jomās, kur nevar izmantot jonizāciju. Piemēram, molekulārajā nanoražošanā, kurā sīkas struktūras tiek būvētas gandrīz ķieģelis pa ķieģelim, ir jāizmanto neitrālas molekulas, jo lādiņa uzkrāšanās var izkropļot formu vai pat pilnībā novērst būvniecību.

Bet varbūt vissvarīgākais pielietojums, vismaz īstermiņā, būs izotopu atdalīšana. Tā kā trajektorija ir atkarīga no molekulas masas, šī metode dabiski atdala molekulas, kas satur dažādus izotopus.

Kodolzinātnieki vēlēsies izpētīt šīs metodes iespējas skaldošākā urāna 235 atdalīšanai no urāna 238. Pēdējos gados fiziķi ir guvuši lielus panākumus šo izotopu atdalīšanā, izmantojot lāzerus, lai selektīvi jonizētu vienu izotopu, atstājot otru neitrālu, kas ļauj viņiem atdalīt, izmantojot elektrisko lauku.

Tradicionālās atdalīšanas metodes balstās uz milzīgām centrifūgām, kuras ir grūti un dārgi uzbūvēt, un tādējādi veido svarīgu tehnoloģiju barjeru, kas neļauj valstīm, kuras vēlas kodolieročus, ražot savu augsti bagātinātu urānu.

Taču pieaug bažas, ka lāzera bagātināšana ievērojami atvieglos šo procesu. Un tagad ir jauna tehnika, kas varētu padarīt izotopu atdalīšanu vēl vienkāršāku.

Tas ļauj viegli paredzēt, ka tuvāko gadu laikā molekulārie frisbiji kļūs par intensīvas intereses objektu. Bet cik daudz mēs dzirdēsim par šīm turpmākajām norisēm, ir daudz grūtāk pateikt.

Atsauce: arxiv.org/abs/1010.0887 : molekulārais frisbijs: vērpjošo molekulu kustība neviendabīgos laukos

paslēpties