Запуская пучок протонов по атомам, исследователи могут наблюдать динамику, возникающую в результате взаимодействия между различными частицами в системе. В журнальной статье исследователи описывают, как при столкновении молекулы водорода и протона они наблюдали неожиданные особенности, связанные с волновой природой частиц. Работа основана на продолжающемся исследовании «проблемы нескольких тел» в физике, которая возникает с тремя или более взаимодействующими частицами.«Когда мы изучали двухцентровые интерференционные картины, возникающие в вероятностях реакций протон-водородных столкновений, мы обнаружили неожиданные сдвиги в интерференционных флуктуациях», — говорит доктор Майкл Шульц, заслуженный профессор физики в Университете Миссури. и технологии и один из главных исследователей в статье журнала. «Это означает, что помимо электронной симметрии в молекуле водорода, которая может объяснить такой фазовый сдвиг в других системах, по-видимому, существуют и другие причины, которые могут привести к фазовому сдвигу в интерференционном члене».
Атомные частицы могут действовать как волны в определенных ситуациях, подобно волнам океана. Когда волны перекрываются, могут возникнуть интерференционные эффекты, которые приведут к большим изменениям вероятностей реакции. Неожиданный фазовый сдвиг, наблюдаемый в интерференционной структуре, означает, что до сих пор отсутствует понимание динамики столкновений на атомном уровне даже для относительно простых систем, содержащих всего три или четыре частицы.«Для относительно простой системы, такой как протон, сталкивающийся с атомом или молекулой, для которой существующие модели считались адекватными, мы продолжаем обнаруживать очень удивительные расхождения между теорией и экспериментом», — говорит Шульц, который также является исследователем. директор Лаборатории атомных, молекулярных и оптических исследований штата Миссури.
По словам Шульца, впервые были измерены полностью дифференциальные сечения захвата, сопровождающиеся колебательной фрагментацией молекулы водорода. Эти сечения показали, что фазовые сдвиги в амплитудах атомного рассеяния не так хорошо поняты, как когда-то думали.
«Определенно необходимы дальнейшие исследования, чтобы мы могли продолжить изучение динамики нескольких тел в системах со столкновениями атомов», — говорит Шульц.