Stell dir vor, du könntest die geheimen Wege der Elektronen in Atomen verfolgen. Forschende haben eine neue Methode entwickelt, um genau das zu tun.
Hast du schon mal von Elektronen gehört? Das sind winzige Teilchen, die in Atomen herumflitzen. Sie sind wie kleine, unsichtbare Bälle, die sich ständig bewegen. Manchmal springen sie von einem Atom zum anderen, was man als „Anregung“ oder „Ladungstransfer“ nennt. Forschende haben eine neue Methode entwickelt, um diese Bewegungen besser zu verstehen.
Was die Forschenden herausgefunden haben
Die Forschenden haben herausgefunden, dass sie die Bewegungen der Elektronen sehr genau vorhersagen können. Ihre Methode ist besonders gut für große und komplexe Systeme, wie zum Beispiel Festkörper. Sie haben gezeigt, dass ihre Methode besser funktioniert als viele andere, die vorher verwendet wurden. Besonders gut klappt es, wenn Elektronen von einem Atom zum anderen springen.
Wie haben sie das gemacht?
Um das zu erreichen, haben die Forschenden eine neue Art von Berechnungen entwickelt. Sie nutzen die Gesamtdichte der Elektronen in einem System und eine Regel aus der Dichtefunktionaltheorie, die „Kompressibilitätsregel“ genannt wird. Diese Regel hilft ihnen, einen wichtigen Parameter zu bestimmen, den man „Abschirmungsparameter“ nennt. Mit diesem Parameter können sie die Bewegungen der Elektronen genau vorhersagen. Das Tolle daran ist, dass ihre Methode sehr einfach und schnell ist, selbst für große und komplexe Systeme.
Warum ist das wichtig?
Diese neue Methode ist wichtig, weil sie hilft, die Eigenschaften von Materialien besser zu verstehen. Zum Beispiel können Wissenschaftler damit herausfinden, wie gut ein Material Strom leitet oder wie es auf Licht reagiert. Das ist besonders nützlich für die Entwicklung neuer Technologien, wie zum Beispiel Solarzellen oder Computerchips. Außerdem ist die Methode sehr praktisch, weil sie leicht in Computerprogramme eingebaut werden kann, die solche Berechnungen durchführen.
Du willst mehr über die Studie wissen?
Die Forschenden, die diese Entdeckung gemacht haben, heißen Aditi Singh, Subrata Jana, Lucian A. Constantin, Fabio Della Sala, Prasanjit Samal und Szymon Śmiga. Sie haben ihre Ergebnisse in einem wissenschaftlichen Artikel veröffentlicht.