Atominė helio maskuotė provokuoja „skyrybas“ vandenilio molekulėse

D.Flemingas su kolegomis modifikuotąjį atomą, kurį pavadino „super-sunkiu vandeniliu“ („Super-heavy hydrogen“), išmėgino cheminėse reakcijose. Paprastai laisvas vandenilio atomas gali nesunkiai suformuoti naują vandenilio molekulę H2, į porą „nusigvelbdamas“ atomą iš bet kurios kitos vandenilio molekulės. Tačiau kad taip nutiktų, pirma reikia pakankamai energijos, kuria būtų suardyti pasirinktosios molekulės ryšiai.

Pagal kvantinės mechanikos dėsnius, tokį energetinį barjerą ne visada yra būtina apeiti – dalelės tokį gali tiesiog „perskrosti“. Tiesa, kuo sunkesnė dalelė, tuo sunkiau jai seksis „skrosti“ tą kliūtį ir tuo mažesnė tikimybė „nusivilioti“ pasirinktąjį partnerį.

Tokį triuką gali atlikti du dvigubai ar trigubai už įprastą atomą sunkesni vandenilio izotopai, branduolyje turintys vieną ar du neutronus. Egzistuoja ir dar sunkesnis vandenilio izotopas (su trimis neutronais branduolyje), tačiau toks izotopas yra labai nestabilus ir labai greitai suyra. O štai miuonizuotas helis, kurio masė yra tokia pati, kaip ir anksčiau minėto stabilesniojo vandenilio izotopo, egzistuoja pakankamai ilgai, kad spėtų sudalyvauti vienoje reakcijoje su vandenilio molekule.

D.Flemingo vadovaujama tyrėjų grupė laboratorijoje paleido miuonų srautą į dujų debesį, kurį sudarė helis, molekulinis vandenilis ir amoniakas. Miuonų „paragavę“ helio atomai begėdiškai išardė molekulinio vandenilio atomų poras, prisiviliojo po vieną iš buvusių porų partnerių ir su jais užmezgė naujus partnerystės saitus, t.y, suformavo naujas molekules.

Mokslininkai palygino šių reakcijų trukmę su anksčiau atliktų panašių eksperimentų rezultatais: vieno iš jų metu vietoj helio buvo naudojamas įprastas vandenilis, o kito – ultra lengvas vandenilis (arba miuonis). Pastarąjį chemikai išgavo vandenilio branduolyje protoną pakeitę antimiuonu (miuono antidalele, pasižyminčia teigiamu krūviu).

Kaip ir buvo tikėtasi, reakcija, kurioje dalyvavo „užsimaskavęs“ helis, buvo lėtesnė už reakcijas su vandeniliu ar miuoniu. Gauti įverčiai tiksliai atitiko prognozę, kurią, atlikęs tam tikrus kvantinės mechanikos skaičiavimus, buvo pateikęs D.Flemingo bendravardis kolega Donaldas Trularas (Donald Truhlar) iš Minesotos universiteto (JAV).

Būdas, kuriuo bet kuri fizinė struktūra kinta bėgant laikui, teoriškai gali būti numatytas pagal jos dalelių kvantine būseną. D.Trularas įsitikinęs, kad tokia vandenilio reakcija buvo visai paprasta. O Merilendo universiteto mokslininkas Milardas Aleksanderis (Millard Alexander) modifikuoto helio veiksmus pavadino tiesiog „labai seksualia branduoline chemija“. Kiek daug joje sekso, paaiškinti galėtų, ko gero, pats epiteto autorius. Viena aišku: horizonte pasirodžius užmaskuotiems helio atomams, vandenilio molekulėse beveik garantuotai gresia vandenilio atomų „skyrybos“.