Savol: Yuqoridagi savolimga yana qaytaman. Hosil bo’lgan dimerlar orasidagi masofa molekulalarning ulchamlari kataligida bo’ladimi?
Javob: Savolingizga javob olmasangiz tinchimaydiganga uxshaysiz. Javob berishga tug’ri keladi. Dastlab Kuperning g’oyasiga etibor beraylik. Nazariy hisoblar yordamida juftlashgan elektronlar orasidagi masofa 1 mkm bo’lishini asoslab bergan edi. Uning fikrlari tajrida ham tasdiqlandi. Etibor bering, elektronlarning o’lchamlari juda kichik bo’lishiga qaramasdan juftlashgan elektronlar orasidagi masofa juda katta ekan. Materialdagi elektronlarning juftlashishi natijasida elektron suyuqligi hosil bo’ladi va bu suyuqlik uta oquvchanlik tabiatiga ega bo’ladi. Yuqoridagilarga binoan juftlashgan molekulalar orasidagi masofa ham molekulalarning xususiy ulchamlariga qaraganda anchagina katta bo’lishi mumkin.
Savol: Javobingiz taxmin darajasida qolayapti. Elektronlarda kuzatilgan hodisalarni bevosita molekulyar sistemasiga qo’llash uchun yetarli asos bormi?
Javob: Umuman olganda zarracha qanday bo’lishidan qat’iy nazar ular orasida yuz beradigan jarayonlar uxshash bo’ladi. Sizning etirozingizni qakoatlantirish uchun yana bita misol keltiraman. 2001 yilda nemis olimlari shu masalaga tegishli juda qiziq natija qayd qilindi. Geliyni 5,5 K atrofida urganishda unda ulchamlari 30 Å bo’lgan dimerlar hosil bo’lishini aniqlashgan. Geliyning o’lchamlari ~1 Å atrofida ekanligini inobatga olsak hosil bo’lgan dimerlarning o’lchamlari geliy atomining xususiy o’lchamlaridan anchagina katta ekanligini etirof etishimiz lozim. Shuning uchun gaz holidagi molekulyar sistemasida hosil bo’lgan dimerlarning o’lchamlari molekulalarning o’lchamlaridan anchagina katta bo’lishi mumin. Olib borgan tajribalarda gaz holidagi molekulalardan hosil bo’lgan dimerlarning o’lchamlari bir necha o’n mkm bo’lishi mumkinligini qayd qilib utishimiz lozim.
Savol: Javobingizga binoan gaz holidagi molekulalar orasida o’lchamlari katta bo’lgan dimerlar hosil bo’ldi deb tasavur qilaylik. Moddaning gaz holidan suyuqlikka utish jarayoni qanday yuz beradi.
Javob: Gazning bosimini oshirsak STF larining fazoviy kogerentlik amalga oshgan garmonikalari oshib boradi. Birinchi navbatda molekulaning STF dastlabki dimer o’lchamidagi masofasidagi molekulalarning STF lari bilan fazoviy kogerentlik amalga oshadi. Tasavvur qiling molekula atrofidagi 30 mkm masofada joylashgan molekulalar bilan fazoviy kogerentlik amalga oshdi. Fazoviy kogerentlik hosil bo’lgan koordinasion sferaning o’lchamlarini 30 mkm deb qabul qilish lozim. Harbir molekula atrofida shu xildagi manzara hosil bo’lsa modda gaz holatidan suyuqlikka utadi.
Savol: Molekula uzidan 30 mkm masofadagi molekulalar bilan fazoviy kogerentlik hosil qilgan bo’lsin. Ammo shu koordinasion sfera ichida millionlab molekulalar borku. Ular atrof muhit bilan qanday munosabatda bo’ladi?
Javob: Savolingizga javob berish uchun yana Kuperga binoan elektronlarning juftlashishiga etibor beraylik. Juftlashgan elektronlar orasidagi masofa 1 mkm atrofida bo’ladi. Shu sohada esa millionlab boshqa elektronlar jufti bo’ladi. Masalaga bu xilda yondoshish unchalik to’g’ri emas. Aslida harbir elektron atrofidagi 1 mkm masofada joylashgan elektronlar fazaviy kogerentlikni amalga oshiradi deb qarash lozim. Elektronlarning bu xilda juftlashishini yoki biror koordinasion sferada fazoviy kogerentlik hosil bo’lishini elektron suyuqligi hosil bo’ldi deb qarash lozim. Elektron suyuqligi o’ta oquvchanlik xususiyatiga ega bo’ladi.
Savol: Javobingizda shu vaqtgacha yechimi muammo turgan o’ta oquvchanlik hodisasini tarifini berayapsiz. Faqatgina geliy suyuqligida uta oquvchanlik hodisasi kuzatiladi. Boshqa moddalarda uta oquvchanlik hodisasi kuzatilmaydiku?
Javob: O’ta oquvchanlik hodisasi hamma moddalarda kuzatiladi. Ammo biz ularni namoyon bo’lishiga etibor bermaymiz. Oddiy suyuqliklarda uta utkazuvchanlik hodisasi juda qisqa temperatura oraligida kuzatiladi. Shu tufayli bu masala tadqiqotchilarning etiboridan chetda qolgan.
Savol: Molekulyar suyuqliklarning strukturasini urganilganda kuzatiladigan difraksion maksimum molekular orasidagi masofaga bog’liq bo’ladi. Tajriba natijalariga binoan bu masofa molekulalarning o’lchamlari kattaligida bo’ladi. Bu natijalar yuqorida keltirilgan mulohazalaringizga zid emasmi? Tajriba natijalarini inkor qilasizmi yoki bu natijalar notug’ri tahlil qilinganmi?
Javob: Tajriba natijalarini hyechqachon inkor qilish mumkin emas va bu natijalapr tahlil qilingan. Ammo shu bilan quyidagi muhim holatlarni inobatga olish kerak. Qayd qilingan tajriba natijalari normal sharoitlarda olingan. Urganilayotgan suyuqlik normal atmosfera bosimida bo’lgan. Masalan suv moddasi 1000 S gacha normal bosimlarda suyuq holatda bo’ladi. Agar suvni shu oralikda urganilsa haqiqatan ham difraksion maksimum molekula ulchamiga teng bo’lgan masofada kuzatiladi. Endi qo’yidagi holatga etibor bering. Agar suvni yopiq idishda qizdirsak u 3210 S gacha suyuq holatda bo’ladi.
Savol: Haqiqatan ham qayd qilganingizday suyuqlikni yopiq holda qizdirsak u kritik temperaturasiga qadar suyuq holatini saqlab qoladi. Savol tug’iladi, modda suyuq holda saqlangan holda uning temperaturasini qaynash temperaturasidan ham oshirsak molekulalar orasidagi uzaro tasirlashuv kuchi qanday uzgaradi?
Javob: Bilishimcha suyuqliklarning qaynash temperaturasidan yuqori temperaturadagi xususiyatlari juda kam urganilgan. Yuqorida keltirilgan mulohazalar bu savolga javob berish imkonini beradi. Suyuqlikning temperaturasini oshirib borganimizda molekular orasidagi fazaviy kogerentlikning buzilishi yuz beradi. Dastlab to’lqin vektori katta bo’lgan garmonikalar orasida fazaviy kogerentlik bo’ziladi. Qaynash temperaturasi atrofida esa to’lqin vektori eng kichik bo’lgan garmonikalar orasidagi fazaviy kogerentlikning buzilishi yuz beradi va modda suyuqlik holatdan gaz holatiga utishi yuz beradi. Bu jarayonda molekula to’lqin paketining energiyasi juda kam uzgaradi. Shu tufayli gaz-suyuqlik fazaviy utishlarida modaning termodinamik parametrlari juda kam uzgaradi. Suyuqlikni yopiq idishda qizdirganda qaynash temperaturasidan ancha yuqori temperaturalarda ham uning suyuq holatini saqlanib qolishini kuzatish mumkin. Yuqori temperaturalarda tuyingan bug’ning bosimi tasirida molekulalar orasida fazoviy kogerntlik amalga oshadi. Ammo fazaviy kogerentlik to’lqin vektori eng kichik emas, balki katta uzunliklarga teng bo’ladi. Molekulalar orasidagi uzaro tasirlashuv kuchi kichik bo’lgani tufayli ularda yuqori chastotali garmonikalar hosil bo’lmaydi.
Savol: Moddalarning makroskopik xususiyatlari qanday shakllanadi degan muammoni yechishimiz lozim bo’ladi. Biz ko’pincha modalarning makroskopik xususiyatlari bilan ish kuramiz, ammo bu xususiyatlar qanday shaklanadi degan masalaga e’tibor bermaymiz.
