?

Log in

No account? Create an account

April 25th, 2012

Недавно я рассуждал про фотоны и кирпичи и знал заранее, что найдется хотя бы пара умников, которые поинтересуются, а что же тогда с электронами происходит, и с прочими точечными частицами? Да в общем-то то же самое, что и с фотонами. Как только эти частицы удается «размазать» в размер сравнимый с нано-инструментом любопытствующего наблюдателя, так про них, как про частицы приходится сразу забыть. А поскольку мы быстро учимся это размазывать, а инструменты становятся всё миниатюрней, то… похоже, что пришла пора неисчерпаемым электронам делокализовываться, и из привычных частиц превращаться в волны.


Не прошло и пары лет с того момента, как с помощью простой дифракционной решетки и плоского луча обычного электронного микроскопа удалось получить волновой фронт из свободных электронов, закрученный с гигантским (по сравнению со спином электрона) угловым орбитальным моментом. Трудно и противоестественно себе представить свободнолетящий электрон с орбитальным моментом в 100 единиц, хотя до этого мало кто сомневался, что начальный плоский луч электронного микроскопа состоял из множества отдельных, вполне самостоятельных электронов, разогнанных в электрическом поле прибора до вполне конкретной энергии. Для такого чудесного превращения всего-то надо было научиться изготавливать дифракционные решетки с шагом канавок в несколько нанометров. Но, не это новое явление стало причиной сегодняшней записи, а случайно зашедший вчера вечером на дегустации вин разговор о цвете вин.


Как известно, электроны помогают из атомов образовывать молекулы или целые кристаллы. Так, все четыре валентных электрона углерода прочно привязывают четыре соседних атома углерода в кристаллической решетке алмаза. В этой решетке электроны хорошо локализованы и их можно пересчитать буквально поштучно. Связь такая настолько прочна, что электронная волновая функция натянута, как струна и перевести его в другое состояние возможно только, если передать ему очень большую энергию. Кванты света с такой энергией находятся глубоко в невидимой области ультрафиолетового излучения. По этой причине для видимого глазом света идеальный кристалл алмаза остается прозрачным. Не принципиально отличаются от алмаза по своей структуре молекулы воды или этилового спирта. Это обстоятельство делает настоящую водку чистой и прозрачной не хуже идеальных алмазов. Для справки, водка начинает поглощать свет, если длина его волны становится меньше 200 нанометров, в то время как глаз начинает видеть свет в фиолетовой области спектра с длиной волны больше 350 нанометров.


Другое дело, когда один атом углерода соединяется не с четырьмя, а всего с двумя или тремя, окружающими его такими же атомами. Тогда оставшийся валентный электрон повисает над молекулой, объединяясь с другими такими же неприкаянными электронами в одну большую, размазанную по молекуле электронную поверхность. Чем больше объединится атомов углерода, тем больше размер такого электронного одеяла. Электроны заселяют на этом одеяле разные энергетические уровни и с увеличением числа электронов уровни квантового перехода приближаются друг к другу так, что добавление каждого следующего атома углерода в молекулу сдвигает границу поглощения света в сторону видимой его области на 20-30 нанометров. Молекулы, собранные уже из 6 атомов углерода начинают поглощать фиолетовую часть видимого спектра. Поэтому, обедненная фиолетовой областью белое вино кажется желтым (желтый является добавочным цветом к фиолетовому), иногда даже с зеленоватым оттенком. Это происходит благодаря содержанию в белых винах соединений с бензольными кольцами, состоящими из шести атомов углерода, над которыми висит облако поглощающих часть видимого света электронов.


Красным винам повезло больше белых – в них есть фенол антоциан, состоящий из трех сочлененных ароматических колец и, соответственно, из пятнадцати атомов углерода. Висящее над ними облако электронов смещает границу спектра поглощения света в красном вине в середину диапазона видимого света, делая его видимый цвет бордовым, иногда с вишневым или чернильно-фиолетовым отливом. Присасывающиеся к этим ароматическим кольцам группы атомов немного меняют цвет вина, например, делая его более коричневым при длительной выдержке, но суть явления от этого не меняется.


Самым же обширным электронным одеялом обладает графит (или графен), который соединяет сотни атомов углерода в безграничный плоский лист. Широкое море делокализованных, колеблющихся над ним электронов поглощает все электромагнитные волны видимого диапазона. Поэтому графит – абсолютно черен и непрозрачен. Как и скрученный фронт электронов, графен стал известен науке совсем недавно и его уникальные свойства, связанные, в частности, с размазанной по его поверхности волновой функцией электронов еще только начинают исследоваться. Получившее в подарок такую размазанную по пространству причудливую волновую функцию электронов человечество в недалеком будущем ждет множество сюрпризов. Но, пока ограничимся уже хорошо известным красным вином. Содержащиеся в нем молекулы антоциана участники модного квантового проекта в Скольково могли бы с гордостью назвать квантовыми точками, а делокализованные над его поверхностью электроны – двумерным электронным газом. Ну, да пусть называют, как им угодно, а мы этим квантовым чудом наслаждаемся каждый день, помногу и с большим удовольствием.

Риоха и яйца

Heras Cordon. Vendimia Seleccionada. DO Rioja. Crianza. 2007 Роберт Паркер не оставил своим вниманием это винохозяйство в Rioja Alta. Конкретно это вино получило 90 баллов по его 100-бальной шкале. Состав: Тempranillo (85%), Mazuelo (10%), Graciano(5%). Один год в дубе с последующей фильтрацией с помощью яичного белка. Никогда не забуду, как в Риохе демонстрировали дивайс для извлечения из куриных яиц белка. Это - не шутка. На одну бочку нужно несколько сотен яиц. Белок заправляется в бочку сверху и постепенно эта коллоидная масса опускается на дно бочки, эффективно отфильтровывая всякий взвешенный в вине мелкий мусор.


Хороший полнотелый продукт с запахом леса и вкусом различных специй. Долгое послевкусие. Многие вина после него кажутся водой разбавленной.


Цена: 18 евро.

Profile

Golden Gate
afrikanbo
Андрей Ростовцев

Latest Month

July 2014
S M T W T F S
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

Tags

Powered by LiveJournal.com
Designed by Michael Rose