Aktuální číslo:

2019/11

Téma měsíce:

Ceny Neuron

0,1 fs

 |  1. 10. 2018
 |  Vesmír 97, 557, 2018/10

Fyzikové z britské University of Bath šťastnou náhodou objevili způsob, jak ovlivňovat chování jednotlivých molekul v rekordně krátkých časových úsecích. Doba, po kterou molekula může po zásahu člověka v kontrolovaných podmínkách interagovat se svým okolím, se zkrátila z jednotek na pouhou desetinu femtoskundy.

Technika publikovaná v časopise Science vychází z dnes už tradiční metody manipulace s molekulami pomocí řádkovacího tunelového mikroskopu (STM), který umožňuje dosáhnout atomárního rozlišení a působením elektrického proudu ovládat jednotlivé molekuly. Děje se tak díky kvantovému tunelovému jevu – mezi vodivým hrotem mikroskopu a vodivým povrchem vzorku protéká elektrický proud, přestože jsou odděleny vakuovou bariérou a nejsou v přímém kontaktu (Vesmír 89, 290, 2010/5). Proud je tak slabý, že na molekulu působí jednotlivé elektrony.

Dosud bylo možno ovlivnit chování molekuly nastavením polohy a energie elektronu putujícího z hrotu do cílové molekuly. Jakmile se molekula excitovala, bylo možné už pouze pasivně pozorovat její další chování. Nyní mohou fyzikové ovlivnit, jak dlouho se molekula udrží v excitovaném stavu.

Autorům objevu pomohla náhoda – všimli si nečekaných výsledků rutinního experimentu. Zvýšení elektrického proudu mělo reakci (desorpci toluenu z povrchu) zrychlit, místo toho ji zpomalilo. Po vyloučení jiných vysvětlení zůstala jako nejpravděpodobnější hypotéza, že při přiblížení hrotu velmi blízko (na vzdálenost 6–8 Å, tedy 10–12 m) se otevírá další kanál pro únik elektronu a tím pro rychlejší návrat molekuly z excitovaného stavu.

Změnou vzdálenosti hrotu od molekuly lze ovlivnit dobu excitace a v extrémním případě ji lze zkrátit na pouhou desetinu femtosekundy. Čím kratší doba, tím menší pravděpodobnost, že molekula prodělá změnu, která je excitací umožněna (v tomto případě desorpci). Otevírá se tím nová cesta k ovládání hmoty na úrovni jednotlivých molekul.

Rusimova K. R. et al., Science, DOI: 10.1126/science.aat9688

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biofyzika
RUBRIKA: Mozaika

O autorovi

Ondřej Vrtiška

Mgr. Ondřej Vrtiška (*1976) je původním vzděláním biolog se specializací na hydrobiologii (PřF UK), utekl z oborů žurnalistika a kulturní antropologie (obojí FSV UK). Od r. 2001 pracuje jako vědecký novinář, na téma „věda v médiích“ přednáší pro vědce i pro laickou veřejnost. Z úžasu nevycházející pozorovatel memetické vichřice. Občas napíná plachty, občas staví větrolam.
Vrtiška Ondřej

Doporučujeme

Probouzení nesmrtelnosti

Probouzení nesmrtelnosti

Marek Janáč  |  11. 11. 2019
Nesmrtelnost – věčná touha a hybatelka dějin života na planetě Zemi. V biologickém slova smyslu žene k plození potomstva, ve smyslu duchovním k...
Zabití ekonomikou

Zabití ekonomikou

Lucie Kalousová  |  11. 11. 2019
„Silná ekonomika vám může zlomit srdce,“ napsal v roce 2007 americký ekonom Christopher Ruhm. [1] Narážel tím na dobře zdokumentovaný paradox...
Od bakterie k Darwinovi

Od bakterie k Darwinovi uzamčeno

Jan Toman  |  11. 11. 2019
První organismy nedosahovaly patrně o moc větší složitosti než dnešní bakterie. Teprve později daly základ komplexnějším formám včetně složených,...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné