ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Dopplerov efekt otkriven na molekularnoj razini - čak 169 godina nakon otkrića

Bez obzira jesu li toga svjesni ili ne, ali svi koji su ikada bili kažnjeni zbog prebrze vožnje iskusili su djelovanje Dopplerovog efekta - mjerljivog pomaka u frekvenciji vala, koji je posljedica gibanja izvora vala, u ovom primjeru automobila koji vozi brzinom većom od dopuštene. 

Danas je po prvi puta eksperimentalno dokazana inačica Dopplerovog efekta na molekularnoj razini, odnosno na rotaciji jedne molekule. Do sada se o ovom efektu samo teoretiziralo, a bio je potreban iznimno složen eksperiment sa sinkrotronom ne bi li se napokon i dokazalo njegovo postojanje. 

"Ideja o eksperimentalnoj potvrdi ovog efekta nije nova, ali radi se o vrlo složenom eksperimentu", objašnjava T. Darrah Thomas, profesor emeritus kemije na sveučilištu Oregon State te ujedno i član tima koji je objavio ovo otkriće u znanstvenom časopisu Physical Review Letters.

Većina prikaza Dopplerovog efekta pripada tzv. 'translatornim' prikazima, što znači da opisuju promjenu frekvencije zvuka ili vala svjetlosti kada se izvor vala i prijemnik gibaju jedan u odnosu na drugi po pravcu, baš poput automobila koji prolazi pokraj radara. Osnovni koncept ovog efekta postavio je austrijski fizičar Christian Doppler još 1842. godine. Međutim, znanstvenici tvrde da se sličan efekt može opaziti i u slučaju rotacionog gibanja molekule.

"Dopplerov efekt lako se može dokazati u slučaju rotacionog gibanja velikih masa, poput vrtnje planeta ili galaksija. Kada planet rotira, svjetlost koja dopire s njega skače na višu frekvenciju na strani koja se giba prema nama, odnosno nižu frekvenciju na strani koja se rotira od nas. Zašto bi bilo drugačije na molekularnoj razini?", nastavlja Thomas.

U astrofizici, rotacioni Dopplerov efekt koristi se za određivanje obodne brzine nebeskih tijela. U novom istraživanju, znanstvenici iz Japana, Švedske, Francuske i SAD-a iznijeli su prvi dokaz da se ista stvar događa i tijekom rotacije molekula. Štoviše, otkrili su da je rotacioni Dopplerov efekt čak važniji od od Dopplerovog efekta uzrokovanog translatornim gibanjem molekula. "Ovo će otkriće pozitivno utjecati na razvoj molekulske spektroskopije (metode određivanja sastava, strukture i kemijskih svojstava spoja na temelju zračenja koje spoj emitira), a bitno je i za proučavanje visokoenergetskih elektrona", dodaje Thomas.

"Postoji nekoliko istraživanja kojima je bitno bolje razumjeti rotacioni Doppler efekt, ali za sada ovo je samo jako interesantno. Za postojanje Dopplerovog efekta znamo već 169 godina, ali do sada nismo nikada uspjeli eksperimentalno dokazati rotacioni Dopplerov efekt na molekulskoj razini", zaključuje Thomas.

Izvor: Oregon State University 

Podijeli.