Elektronové bouře ve zlatě popsali brněnští vědci

Bizarní fraktálové řeky, jako hadi svíjející se proudy a barevné řeky částic a polí. Tak vypadá pod povrchem svět kovů, které prozkoumali vědci z moravské metropole.

Při pohledu na okolní svět se může zdát, že věci jsou pevné, klidné a stabilní. Pod tímto povrchem se ale dějí okem neviditelné, nesmírně bouřlivé procesy, které teď popsali vědci z Brna, konkrétně z CEITEC Masarykovy univerzity. Čeští chemici pracovali na mezinárodním výzkumu.

Barevné víry a pestré proudy připomínají magnetické bouře nebo abstraktní futuristické umění. Ve skutečnosti jsou to ale mapy elektronových proudů v magnetickém poli v molekulách zlata, rtuti a astatu.

Vizualizace proudů elektronů
Zdroj: CEITEC MU

To, co na první pohled připomíná vizualizace vesmíru nebo proudění mořských proudů, se ve skutečnosti odehrává uvnitř samotných molekul. Elektrony zde vytvářejí složité proudy a víry, jejichž tvar se mění podle typu atomu i chemické vazby. A do celé této vizuálně pozoruhodné podívané vstupuje Albert Einstein.

U těžkých prvků se totiž elektrony pohybují tak rychle, že jejich chování už ovlivňují efekty speciální relativity. Bez komplikované relativistické fyziky by tak některé z těchto zvláštních elektronových obrazců vůbec nevznikly.

Různorodé procesy v molekulách

Zatímco kolem některých atomů vznikají téměř dokonale symetrické proudy, jiné vytvářejí deformované víry nebo lokální turbulence připomínající malé elektronové bouře. Právě tyto rozdíly vědci detailně zachytili pomocí pokročilých výpočetních metod.

Chování částic v kovech
Zdroj: CEITEC MU

Výsledkem nejsou „jenom“ nové poznatky o chování těžkých prvků, ale také vizuálně fascinující pohled do světa, který běžně zůstává lidským očím skrytý. Vědci podobné jevy studují proto, že právě chování elektronů rozhoduje o tom, jak jsou molekuly stabilní, jak reagují a jaké mají vlastnosti. U těžkých prvků ale klasická chemická pravidla často přestávají stačit a do hry vstupuje relativita.

Lepší porozumění těmto efektům může v budoucnu pomoci například při návrhu nových katalyzátorů nebo materiálů založených na těžkých kovech. Pro samotné vědce je ale výzkum podobných elektronových struktur také způsobem, jak nahlédnout do jednoho z nejméně intuitivních světů moderní chemie.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Dětská obezita způsobuje komplikace už v raném věku

Řecká Asociace nezávislých pediatrů Attiky zdůraznila potřebu včasného rozpoznání obezity u dětí a dospívajících a individuálního přístupu k její léčbě, který zahrnuje dlouhodobou péči a aktivní zapojení rodiny, a to v souvislosti s novými doporučeními Světové zdravotnické organizace (WHO) zveřejněnými 7. října.
před 17 hhodinami

Letošní vlny veder zabily v evropských městech 50 tisíc lidí, ukazuje model

Autoři nových výzkumů odhadují, že v městských oblastech v Evropě zemřelo během letošního dusného léta o 50 tisíc lidí více, než je běžné. Za dvě třetiny těchto úmrtí je podle nich zodpovědná klimatická změna. Tento údaj získaný pomocí modelování je podstatně vyšší než v předchozích nejhorších letech 2003 a 2022.
před 20 hhodinami

Skončilo slavné herní studio BioWare

Jen několik týdnů poté, co skupina saúdských investorů a zeť amerického prezidenta Jared Kushner odkoupili videoherní společnost Electronic Arts (EA), zrušila tato firma jedno ze svých nejznámějších studií, BioWare, které během tří desítek let vytvořilo jedny z nejslavnějších videoher vůbec.
23. 10. 2026‌‌

Čeští krotitelé molekul umí zpomalit světlem jejich pohyb. Je to cesta k molekulárním strojům

Molekulární stroje je složité vyrobit, protože molekuly jsou neustále v pohybu. Čeští vědci teď ale přišli na způsob, jak pohyb zpomalit. Využívají k tomu světlo.
23. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.