之前赖在光学实验室没走,一直参与研究的罗先军回道:“江总,暂时还有些难度。”
“暂时……也就是说未来有机会做到?”
“……这个问题我和李教授讨论过,但我们都不太确定。”罗先军缓缓叙述起来:“首先,氢原子的基态电子绕原子核运动一周的时间,我前阵子特意计算过,约为150阿秒……”
要想测量氢原子电子的时间,得知道电子的运动轨迹和速度才行。
但是,绕核运动的电子又是一个波函数,在量子力学中,科学家们根本没办法准确测量一个波函数的速度,也没办法知道一个量子的运动轨迹。
否则,就不符合量子力学的基本定律。
所以,氢原子电子的绕核速度只能通过计算得来,无法实际测量。
目前公认的速度为玻尔第一速度。
也就是约为光速的1/137。
罗先军继续说:“这个运动的时间太短了,就算我们的激光脉冲的脉宽能做到0.85阿秒,在不考虑其他条件的情况下,也不大可能捕捉到电子的影像。
根据量子力学,电子的位置和速度具有不确定性,它情况基本就是一个波函数,我们无法预知电子的运动机制是连续的,还是闪动的,又或者是其他方式,只能得到一个不确定范围中的估值。
而且,最重要的是,现在的扫描测量手段,根本就无法测量原子核的电子,这是最大的难题。”
抛开量子力学的不确定原理,要想捕捉一个电子绕核运动的影像,最大的难题就是摄像技术不够。
在现实生活中,人们之所以能看到影像和用相机捕捉影像,是因为接收到了电磁波,比如光。
但是,如果一个地方没有光,没有电磁波,那就无法看到这个地方的任何影像了。
而氢原子内,就是这么一个情况。
在一个没有受到激发的氢原子内部,这里没有光,没有电磁波,只有一个处于量子态的电子在绕核做着不规则的,无法预测轨迹的运动。
科学家虽然知道电子的存在,但却无法直接观察它。
纵观科学历史,一直以来人们都只能通过某些手段间接观察电子的影像,而无法直接捕捉到它的影像。
因为,核内电子本身是不发光的。
李开山接过话说:“捕捉核内电子的运动影像,属于世界性的难题,目前整个科学界都没办法,甚至连线索都没有。
我和