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

V atmosféře Venuše by mohly žít české houby, naznačuje mezinárodní studie

Pokud by na Venuši existoval život, mohlo by se jednat o houby podobné těm, které se vyskytují v České republice. Naznačuje to nová studie, jejíž autoři zkoumali organismy schopné žít v kyselině sírové.
před 5 hhodinami

Vědci přepsali rodokmen netopýrů, jejich kolébkou je Evropa

Mezinárodní tým vědců včetně českých odborníků napsal novou evoluční historii netopýrů. Dosud nejrozsáhlejší genetická a paleontologická netopýří studie, která ve středu vyšla v časopisu Nature, odhalila, že jediní létající savci vznikli před 65 miliony let v Evropě – nikoliv v Africe, jak se doposud předpokládalo. Výsledky výzkumu navíc pomáhají vysvětlit jejich výjimečnou dlouhověkost a vysokou odolnost vůči infekčním nemocem.
před 7 hhodinami

Šestina amerických dětí užívajících léky proti obezitě trpí nedostatkem živin

Léky jako Ozempic nebo Wegovy, tedy přípravky na bázi GLP-1, zásadně změnily to, jak se léčí obezita. Po celém světě se ukazuje, že umí zásadně snížit hmotnost u lidí, kterým nepomáhají žádné jiné metody. A několik let se už také nasazují na léčbu dětí. Nová americká studie ale ukazuje, že právě u dětí by lékaři měli začít dávat více pozor.
před 11 hhodinami

Trojice českých vědců dostala cenu za objev nového druhu magnetů

Cenu Europhysics Prize 2026 Evropské fyzikální společnosti za mimořádný přínos ve fyzice kondenzovaných látek dostali Libor Šmejkal, Jairo Sinova a Tomáš Jungwirth za objev altermagnetismu, třetí základní třídy magnetismu. Je to poprvé, co tuto významnou cenu obdrželi čeští vědci.
před 12 hhodinami

Čeští vědci chtějí vyvinout přístroj, který má hledat život na měsíci Saturnu

Čeští vědci z Heyrovského ústavu Akademie věd chtějí společně s kolegy z Německa a Francie vyvinout přístroj, který by byl součástí chystané evropské mise k měsíci Saturnu, k Enceladu. Hmotnostní spektrometr by měl zvládnout určit chemické složení materiálu z gejzírů, které tryskají z měsíce. Vědci by díky tomu mohli podrobněji zkoumat, zda se v něm nacházejí organické a další molekuly důležité pro vznik života.
před 14 hhodinami

Americká armáda už masivně využívá AI. A chybuje

Několik případů z poslední doby ukázalo zásadní rizika, která souvisejí s přechodem americké armády na systémy ovládané umělými inteligencemi (AI). Přesto Pentagon do této technologie investuje stále víc kvůli zásadním výhodám, které na bojišti přináší.
před 15 hhodinami

Lidstvo překročilo sedm z devíti mezí bezpečné planety. Stav se nadále zhoršuje, říká nová zpráva

Němečtí vědci už řadu let sledují devět nejdůležitějších oblastí, které tvoří základ obyvatelnosti Země. Pokud dojde k překročení hranice v jakékoliv oblasti, nevěstí to nic dobrého. Podle aktuální zprávy už došlo k prolomení těchto mezí u sedmi oblastí.
22. 9. 2026

Na Sumatře zbývají necelé tři tisíce slonů. Ohrožují je lesní požáry

Slony sumaterské, kteří patří mezi kriticky ohrožené druhy, ještě více ohrožují požáry, jež zničily stovky tisíc hektarů jejich přirozeného prostředí na indonéském ostrově Sumatra. Od června do začátku září bylo ve 21 oblastech výskytu slonů sumaterských zaznamenáno více než 4500 ohnisek požárů. Za stejné období v Indonésii shořelo více než 560 tisíc hektarů plochy, uvedla nevládní organizace Geopix, kterou citovala agentura AFP.
22. 9. 2026

Evropský pohled

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