Кластер (физика)

В физике термин «кластеры» обозначает небольшие многоатомные частицы. Как правило, любая частица, состоящая из 3×10 ⁰ и 3х10 ⁷ атомы считаются кластером.

Этот термин также может относиться к организации протонов и нейтронов внутри атомного ядра, например, альфа-частицы (также известной как «альфа-кластер»). ^[1]), состоящее из двух протонов и двух нейтронов (как в ядре гелия ).

Обзор

Хотя первые сообщения о кластерных видах относятся к 1940-м годам, ^[2] кластерная наука возникла как отдельное направление исследований в 1980-х годах. Одной из целей исследования было изучение постепенного развития коллективных явлений, характеризующих объемное твердое тело . Например, это цвет тела, его электропроводность, способность поглощать или отражать свет, а также магнитные явления, такие как ферро-, ферри- или антиферромагнетизм. Это типичные коллективные явления, которые развиваются только в совокупности большого числа атомов.

Было обнаружено, что коллективные явления разрушаются при очень малых размерах кластеров. Оказалось, например, что небольшие кластеры ферромагнитного материала являются не ферромагнетиками, а суперпарамагнетиками. Парамагнетизм не является коллективным явлением, а это означает, что ферромагнетизм макросостояния не сохранился при переходе в наносостояние. Тогда был задан, например, вопрос: «Сколько атомов нам нужно, чтобы получить коллективные металлические или магнитные свойства твердого тела?» Вскоре после того, как в 1980 году были разработаны первые кластерные источники, к таким исследованиям было привлечено все большее сообщество кластерных ученых.

Это развитие привело к открытию фуллеренов в 1986 году и углеродных нанотрубок несколько лет спустя.

В науке многое известно о свойствах газовой фазы; однако сравнительно мало известно о конденсированных фазах ( жидкой фазе и твердой фазе). Изучение кластеров пытается восполнить этот пробел в знаниях путем группирования атомов вместе и изучения их характеристик. Если бы достаточное количество атомов было сгруппировано вместе, в конечном итоге можно было бы получить жидкость или твердое вещество.

Исследование атомных и молекулярных кластеров также приносит пользу развивающейся области нанотехнологий . Если необходимо создавать новые материалы из наноразмерных частиц, такие как нанокатализаторы и квантовые компьютеры , сначала необходимо понять свойства наноразмерных частиц (кластеров).

См. также

Ссылки

^ Экстремальная α-кластеризация в ¹⁸Ядро.
^ Маттауч Дж.; Эвальд Х.; Хан О.; Штрасман Ф. (1943). «Существовал ли изотоп цезия с длительным периодом полураспада? Вклад в интерпретацию необычных линий в масс-спектрографии». Журнал физики . 120 (7–10): 598–617. Бибкод : 1943ZPhy..120..598M . дои : 10.1007/BF01329807 .

Внешние ссылки

Портал научного сообщества о кластерах, фуллеренах, нанотрубках, наноструктурах и подобных небольших системах.

Эта статья, посвященная нанотехнологиям, незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Экстремальная α-кластеризация в ¹⁸Ядро.

[hahn-2] Маттауч Дж.; Эвальд Х.; Хан О.; Штрасман Ф. (1943). «Существовал ли изотоп цезия с длительным периодом полураспада? Вклад в интерпретацию необычных линий в масс-спектрографии». Журнал физики . 120 (7–10): 598–617. Бибкод : 1943ZPhy..120..598M . дои : 10.1007/BF01329807 .

[1]

[2]