A szakértők évtizedek óta dolgoznak azon, hogy a lehető legpontosabban leírják az arany tulajdonságait. A témában számtalan írás született, ám sok esetben a kísérleti és elméleti eredmények nem voltak összhangban. Most egy, a Physical Review Lettersben megjelent publikáció számításai magyarázatot adhatnak az eltérésekre.
A tanulmányban a szakértők azt mutatták be, mennyi energiára van szükség ahhoz, hogy egy elektront eltávolítsanak egy aranyatomról – a folyamatot ionizációnak nevezik. Ennek feltérképezése azért fontos, mert segít megérteni, hogy az elem miként lép kapcsolatba más anyagokkal.
A korábbi kutatások során az arany ionizációjára vonatkozó számítások egészen mást mutattak az elméletben és a gyakorlatban. Hasonló volt a helyzet akkor is, amikor nem elvettek, hanem hozzáadtak egy elektront a semleges aranyatomhoz.
Nem csoda, hogy az alkimisták hiába próbálkoztak évszázadokon át az anyag előállításával, hiszen az arany legszembetűnőbb jellemzőjét sem lehet megérteni Einstein relativitáselmélete nélkül. Az elem jellegzetes, csillogó színét ugyanis az atomok elektronjainak speciális relativitáselmélettel magyarázott viselkedése adja, melynek köszönhetően a fém elnyeli a kék fényt.
Korábban túl kevés adattal dolgoztak
Az ionizáció kérdésével kapcsolatban már az 1990-es években is születtek tanulmányok. Akkor az elméleti és gyakorlati eredmények közt több mint egy százalékos eltérés volt, ám azóta sem sikerült tökéletesen leírni a folyamatot.
Az új tanulmánynak köszönhetően azonban végre sikerült megoldani az arany egyik régóta kutatott rejtélyét. Pal úgy gondolja, munkájuknak ez a fő jelentősége.
A megoldás a speciális relativitáselméletnek, a kvantum-elektrodinamika eredményeinek, illetve a modern számítástechnológiának köszönhetően született meg. A mai szuperszámítógépek segítségével ugyanis egyszerre öt elektron kölcsönhatását sikerült megvizsgálni, ezzel pedig a kutatók a korábbi ellentmondásokat is feloldották. Az új vizsgálatot megelőzően maximum három elektront tudtak egy időben elemezni, Pal meg van győződve róla, hogy ez okozta a korábbi ellentmondásokat.
Az új tanulmány bebizonyította, hogy amennyiben a számítások elég részletesek, az arany az elvárásoknak megfelelően viselkedik.
(Via: Science News)
