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Titolo: Osservabili ...

 
http://io9.com/the-first-image-ever-of-a-hydrogen-atoms-orbital-struc-509684901
 
 
wow !
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)


Pero' si tratta di una ricostruzione degli orbitali di stati altamente
eccitati ("highly excited Rydberg state") in cui l'elettrone segue una
traiettoria semiclassica (vedi anche "Atomo di Rydberg"
http://en.wikipedia.org/wiki/Rydberg_atom
) e non degli orbitali di
energia piu' bassa, come quelli che si hanno in chimica.
 
http://physics.aps.org/articles/v6/58
 
 
<<In their elegant experiment, Stodolna et al. observe the orbital
density of the hydrogen atom by measuring a single interference
pattern on a 2D detector (see Fig. 1). This avoids the complex
reconstructions of indirect methods. The team starts with a beam of
hydrogen atoms that they expose to a transverse laser pulse, which
moves the population of atoms from the ground state to the 2s and 2p
orbitals via two-photon excitation. A second tunable pulse moves the
electron into a highly excited Rydberg state, in which the orbital is
typically far from the central nucleus. By tuning the wavelength of
the exciting pulse, the authors control the exact quantum numbers of
the state they populate, thereby manipulating the number of nodes in
the wave function. The laser pulses are tuned to excite those states
with principal quantum number n equal to 30.
 
The presence of the dc field places the Rydberg electron above the
classical ionization threshold but below the field-free ionization
energy. The electron cannot exit against the dc field, but it is a
free particle in many other directions. The outgoing electron wave
accumulates a different phase, depending on the direction of its
initial velocity. The portion of the electron wave initially directed
toward the 2D detector (direct trajectories) interferes with the
portion initially directed away from the detector (indirect
trajectories). This produces an interference pattern on the detector.
Stodolna et al. show convincing evidence that the number of nodes in
the detected interference pattern exactly reproduces the nodal
structure of the orbital populated by their excitation pulse. Thus the
photoionization microscope provides the ability to directly visualize
quantum orbital features using a macroscopic imaging device.
 
To confirm this interpretation, the authors de-tuned the excitation
laser pulse from the excited state. Under these conditions, the
excited electron is still a free particle, but it does not acquire the
characteristic nodal structure of the quasibound Rydberg orbital.
Under nonresonant conditions the interference pattern disappeared and
was replaced by an isotropic background contribution. The appearance
of nodal features only under resonant excitation solidifies the
interpretation that the detected interference pattern is generated by
the quantum state selectively populated.>>
 
--
cometa_luminosa


 
grazie del commento ... che non ho capito molto, salvo il 
ridimensionare l'entità dell'osservazione. Cmq era proprio 
per questo genere di commenti che ho postato il gancio !
ciao



 energia piu' bassa, come quelli che si hanno in chimica.
Nessuna traiettoria semiclassica (che poi non so che cosa potrebbe
significare.
Uno stato di Rydberg è uno stato ad alto n, ma a parte questo non ha
niente di diverso da quelli a basso n (quelli "che si hanno in chimica",
come scrivi tu).
Le f. d'onda si scrivono allo stesso modo.
 
Una differenza quantitativa importante è che gli stati con n vicini
hanno energie che differiscono di pochissimo (le differenze vanno come
1/n^3) il che li rende assai sensibili a perturbazioni esterne.
Su questo mi pare si basi il metodo dell'esperimento, anche se ammetto
che non mi sono fermato a pensarci.
 
E' poi vero che mediante sovrapposizione di molti stati on n vicini si
può costruire un /pacchetto d'onda/ che si muove in modo molto simile
a una particella classica: un esempio del /principio di
corrispondenza/.
Probabilmente a questo si riferisce la dizione "stato semiclassico".
Ma quelli dell'esperimento sono /stati di energia definita/, con le brave
superfici nodali tipiche delle autofunzioni dell'atomo d'idrogeno.
 
 
-- 
Elio Fabri
 


 
cmq grazie anche a te della osservazione sul ravvicinamento 
energetico dei livelli ad alto numero quantico


 Probabilmente a questo si riferisce la dizione "stato semiclassico".
 
Si, mi riferivo a questo (lessi molti anni fa un articolo su Le
Scienze) ma non ricordavo che cio' avviene solo in casi particolari,
come dici; non ritrovando l'articolo su Le Scienze, ho consultato wiki
english che ha contribuito a farmi ricordare male:
<<The similarity of the effective potential ‘seen’ by the outer
electron to the hydrogen potential is a defining characteristic of
Rydberg states and explains why the electron wavefunctions approximate
to classical orbits in the limit of the correspondence principle.[3]
In other words, the electron's orbit resembles the orbit of planets
inside a solar system, much like the obsolete but visually useful Bohr
and Rutherford models of the atom used to show.>>
 
--
BlueRay = cometa_luminosa