Фуллерен — молекулярное соединение, названное в честь архитектора Ричарда Бакминстера Фуллера и состоящее из 60 атомов углерода, соединенных между собой в шар, напоминающий футбольный мяч. Специалисты из Университета Нотиенгема использовали его как клетку для атомов криптона, после чего фуллерен поместили внутрь углеродных трубок и воздействовали на них либо температурой 1200 градусов Цельсия, либо бомбардировкой электронными лучами. После этого атомы выстроились в идеальную линию, как бусы на нитке, создав, по сути, одномерный газ.

«Насколько нам известно, это первый случай прямого наблюдения цепочек атомов благородного газа, который подводит нас к созданию одномерного газа в твердом материале», — сказал профессор Пол Браун.

Строго говоря, атомы криптона не перестали быть трехмерными, пишет ZME Science. Но с практической точки зрения атомы, втиснутые внутрь углеродных нанотрубок, пребывают в одномерном состоянии.

В столь стесненных условиях атомы криптона демонстрируют уникальное поведение. Они не могут поменяться местами друг с другом, поэтому ученые получили возможность сканировать нанотрубки и изучить спектры отдельных атомов криптона в беспрецедентном режиме реального времени. Прежде исследователи могли отслеживать движения только групп атомов.

Для физики и химии такое достижение имеет большое значение, поскольку наблюдение за действием вандерваальсовых сил позволяет лучше понять атомы и молекулы.

При помощи лазерных импульсов международная команда исследователей первой сумела заставить фуллерен вмешаться в движение электрона предсказуемым образом. В зависимости от настроек лазера этот процесс может происходить на три-шесть порядков быстрее, чем переключение в микрочипах. Фуллереновые коммутаторы открывают перед вычислительной техникой возможности, которых нет у электронных транзисторов.