Hidrojen Molekülünün Dalga Fonksiyonunun İlk Görüntüleri Açığa Çıktı
Fotoğraf : Hidrojenin iki elektronunun dalga fonksiyonu bağıntısını görüntüleme
Kimyagerler karmaşık donanım ve teorik yöntemlerin bir kombinasyonunu kullanarak H2 dalga fonksiyonu karesini resimlemişlerdir.
Bilim adamları on yıllardır elektron dalga fonksiyonlarını görüntülemektedirler. Fakat elektronlar arasındaki çoklu etkileşimlerden dolayı moleküllerin dalga fonksiyonlarının görüntülenmesi için yapılan çalışmalar başarısız olmuştur. Son günlerde, kimyagerlerden oluşan bir ekip elektronların diğer özelliklerine etki eden birbirleri arasındaki etkileşimleri kendi aleyhlerine kullanarak, hidrojen molekülünün dalga fonksiyonu karesini doğrudan görüntülemeyi başarmışlardır.
Almanya’daki Frankfurt Goethe Üniversitesi’nde araştırmacı olan ve gazetenin başyazarlarından biri olan Reinhard Dörner’e göre dalga fonksiyonunu doğrudan görmek için deneysel bir yaklaşım bulunmamaktadır ve bu keşif tamamen şans eseridir. Uzun süre önce geliştirilen ve bu süreçte kullanımına izin verilen teknik bunun dışında başka bir çok amaç için de kullanılmıştır.
Ekip hidrojen molekülünün dalga fonksiyonunu resimleyebilmek için ilk olarak hidrojen molekülünü iyonize etmiş ve ardından elde ettikleri oluşumu analiz etmiştir. Araştırmacılar daha sonra yayılan elektronun açısal dağılımını yani elektronun hangi yöne doğru uçtuğuyla alakalı olasılık dağılımını incelemiştir. Sonrasında ise kalan parçanın (H2+) kinetik enerjisini ölçmüşlerdir. İspanya Madrid Üniversitesi’nden araştırmacı çalışmalarını yürüten Fernando Martin’in açıklamalarına göre farklı koşullardaki deneylerin çeşitli verilerinin analizlerinden sonra dalga fonksiyonlarının bütün bileşenlerinin karelerini görüntüleyebilmeyi başarmışlardır ve ardında sadece görüntüleri birleştirmişlerdir.
Sayısal araştırmacılar güzel bir tesadüf ile karşılaştılar. Martin’e göre yüksek enerjili fotonlarla bir elektronun iyonize edilme olasılığıyla dalga fonksiyonunun Fourier dönüşümünün karesiyle çakışması matematiksel bir tesadüftür. Fakat yine de bu başarıya ulaşmak yedi yıldan fazla sürmüştür.
İspanya Katalonya Kimyasal Araştırma Enstitüsü’nde çalışan ve teorik kimya uzmanı olan Nuria Lopez’e göre günümüz çalışmaları elektron etkileşimlerinin nasıl çalıştığının anlaşılabilmesi için sağlam bir yol oluşturmaktadır. Buna ek olarak kimyasal reaksiyonların doğrudan görüntülenebilmesinin önünün de açılacağına inanılmaktadır. Lopez ‘Simülasyonlar kimyayı anlamak için bir anahtardır.’ diyerek deneysel ve teorik çalışmanın harmanlanmasını vurgulamaktadır.
Bu keşif başka etkilere de yol açabilir. Elektron etkileşimleri süper iletkenlik için bir anahtar olarak görülmektedir. Dörner‘e göre eğer böyle durumlarda elektronların nasıl davranacağı doğrudan gözlemlenebilseydi yüksek sıcaklıklarda gözlenen süper iletkenliğin büyük gizemi çözülebilirdi.
Kaynak : chemistryworld.com
