Ученые из Новой Зеландии, Израиля, Словакии и Нидерландов под руководством профессора Петера Швердтфегера разработали метод сверхточного расчета электронной структуры тяжелых элементов, сообщает портал Phys.org.
Полностью отчет представлен в журнале Physical Review Letters. Золото является одним из тех элементов, свойства которого крайне зависят от релятивистских эффектов. Много лет не удавалось точно вычислить энергию взаимодействия его электронов. Экспериментально полученные данные значительно отличались от теории.
Огромный зазор существовал при вычислениях энергии отрыва и присоединения электронов к атомам. Группа Швердтфегера разработала модель сверхточного расчета. Она учитывает подход Фейнмана, который ранее игнорировался, и объясняет, как свет и материя взаимодействуют друг с другом.
Впервые теоретические расчеты оказались близки к данным экспериментов. И это помогло раскрыть давнюю тайну. До сих пор теоретики считали, что золото должно сильно поглощать ультрафиолетовое излучение. Но в этом случае оно имело бы серебристый оттенок, которого в реальности нет.
Новая модель объяснила необычное квантовое свойство. Выяснилось, что электроны в золоте взаимодействуют не только на тройном, как считалось ранее, но и на более сложном уровне. В результате не фиолетовый, а синий цвет поглощается столь сильно, что металл выглядит идеально желтым.
"Золото является загадочным и сложным для измерения элементом из-за своей квантовой природы, - говорит профессор Швердтфегер. - Наши расчеты имеют важное значение, так как они куда более точны и не вызывают противоречий. Новые знания могут быть применены для изучения свойств и других тяжелых элементов".