Page 56 - BK

• Молекулы: 1 – 10 атомов.
• Микрокластеры: 10 – 1000 атомов.
• Тонкодисперсные включения: 1000 – 100.000 атомов.
• Уплотнение: 100.000 + атомов.

Изучая вышеприведенный список, мы ожидаем, что микрокластеры будут обладать
характеристиками, общими с молекулами и тонкодисперсными включениями. На самом деле они
обладают свойствами, присущими только им самим. Сугано объясняет:

“Микрокластеры, состоящие из 10 - 103 атомов, не демонстрируют ни свойства
соответствующих уплотнений, ни свойства соответствующей молекулы, состоящей из
нескольких атомов. Можно считать, что микрокластеры образуют новую фазу материи,
находящуюся между макроскопическими твердыми телами и микроскопическими частицами,
такими как атомы и молекулы, и демонстрирующую как макроскопические, так и
микроскопические характеристики. Однако исследование новой фазы материи в развитии
квантовой теории материи не проводилось вплоть до последних лет”.

По мере продолжения чтения мы узнаем, что микрокластеры не образуются случайно
любой группой из 10 – 1000 атомов; только определенные “магические числа” атомов будут
собираться вместе и формировать микроскластеры. Следующая цитата описывает, как это
впервые было открыто. И читая, следует помнить, что упоминаемый “спектр массы” означает
спектроскопический анализ, который мы обсуждали в предыдущей главе. Когда обсуждаются
“кластерные лучи”, это значит, что атомы (такие как Na) пропускаются через крошечное сопло,
чтобы сформироваться в луч, который затем анализируется. И самое важное: когда атомы
выходят из сопла, некоторые из них спонтанно собираются в микрокластеры, демонстрирующие
аномальные свойства:

“Впервые микроскопические характеристики микрокластеров были открыты посредством
наблюдения аномалий спектра массы (спектрального анализа) кластерного луча натрия особых
размеров. Такие размеры (количество атомов) называются магическими числами. Затем было
экспериментально подтверждено, что магические числа связаны со строением оболочки
коллективизированных электронов. В последние 5-7 лет наука исследования микрокластеров
быстро развивалась, стимулированная эпохальными открытиями в области микрокластеров
металлов и вдохновленная экспериментальными техниками, создающими относительно плотные,
не взаимодействующие микрокластеры разных размеров в форме микрокластерных лучей.
Также, прогресс произошел за счет усовершенствования компьютеров и вычислительных техник.

Область микрокластеров привлекает внимание многих физиков и химиков (и даже
биологов), занимающихся чистыми (научными) и прикладными исследованиями, поскольку она
интересна не только с чисто научной точки зрения, но и с точки зрения применения в
электронике, катализе, ионной технологии, химии углеводородов, фотографии и так далее. На
данной стадии развития остро ощущается необходимость вводного учебника для начинающих,
поясняющего фундаментальные физические концепции, важные для изучения микрокластеров.
Учебник Физика микрокластеров удовлетворяет этим требованиям. Он базируется на ряде
лекций, прочитанных аспирантам (в основном физикам) Токийского Университета, Университета
Киото, Токийского Университета Метрополитен, Токийского Технологического Института и
Университета Киучи в период 1987-1990 годов”.

К содержанию