Λύθηκε το μυστήριο με τις ανεξήγητες ιδιότητες του χρυσού

Το μυστήριο με την ενέργεια που απαιτείται για τον ιονισμό ενός ατόμου Χρυσού.

Οι θεωρητικές εκτιμήσεις για το πόση ενέργεια απαιτείται για να χάσει ένα άτομο ένα ηλεκτρόνιο ή να δεχθεί επιπλέον δε συνέπιπταν με τα πειράματα. Το πόσο εύκολα δέχεται ή αποβάλλει ηλεκτρόνια είναι πολύ σημαντικό για την κατανόηση του πως αντιδρά το στοιχεία με άλλες ενώσεις.

Η εξήγηση απαιτεί μια ολοκληρωμένη αντίληψη των σύνθετων αλληλεπιδράσεων μεταξύ των 79 ηλεκτρονίων του ατόμου του Χρυσού. Οι επιστήμονες με τη βοήθεια προηγμένων υπολογιστών μελέτησαν τις αλληλεπιδράσεις πάνω από 5 ηλεκτρονίων τη φορά και κατάφεραν να επιβεβαιώσουν τη θεωρία. Μέχρι τώρα τα πειράματα αποτύγχαναν γιατί οι υπολογισμοί γινόταν με αλληλεπιδράσεις μέχρι 3 ηλεκτρονίων. Καθώς επίσης στα τωρινά πειράματα έλαβαν υπόψη τους τις επιδράσεις της ειδικής σχετικότητας και της θεωρίας της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής, που περιγράφουν την κβαντική φυσική σωματιδίων, όπως τα ηλεκτρόνια.

Ο Χρυσός είναι ένα ιδιαίτερο στοιχείο. Ακόμη και το κιτρινωπό του χρώμα απαιτεί την ειδική θεωρία της σχετικότητας για να εξηγηθεί.

Η ειδική σχετικότητα αλλάζει στα ενεργειακά επίπεδα των ηλεκτρονίων των ατόμων του Χρυσού κάνοντας το μέταλλο να απορροφά το μπλε φως, Έτσι αυτό που μένει και αντανακλάται πίσω στο μάτι μας είναι πιο κιτρινωπό χρώμα.

--

Πηγή:

Pašteka, L. F., Eliav, E., Borschevsky, A., Kaldor, U., & Schwerdtfeger, P. (2017). Relativistic Coupled Cluster Calculations with Variational Quantum Electrodynamics Resolve the Discrepancy between Experiment and Theory Concerning the Electron Affinity and Ionization Potential of Gold. Physical Review Letters, 118(2), 023002.