Фундаментальные основы нанонаук и компьютерный инжиниринг наносистем
Иллюстративный мультимедийный комплекс CompNano
2025 snake

Шкала времён жизни квантовых процессов наномира

Компактон
Фемтосекундный диапазон
ΔE ~ 1 эВ
Валентные колебания
Пикосекундный диапазон
ΔE ~ 1 мэВ
Излучение возбужденных атомов
Наносекундный диапазон
ΔE ~ 1 мкэВ
Физические связи
Микросекундный диапазон
ΔE ~ 1 нэВ

Спецификой квантово-размерных объектов наномира является дискретный (алгоритмический) характер их эволюционного движения во времени. Характерная дискретность эволюции вызывается процессами сбоя-восстановления когерентности в движении составляющих наночастицы и может быть выражена в терминах времен жизни квантовых процессов. Примеры таких прерывных процессов известны: это физические «реакции», сопровождаемые разрывом или образованием физических — Ван-дер-Ваальсовых — связей, процессы спонтанного излучения возбужденных атомов, обычные химические реакции, прерывающие во времени унитарные процессы валентных колебаний. Времена жизни трех указанных типов процессов занимают соответственно микро-, нано- и пикосекундный диапазоны. Однако неповторимое своеобразие кибернетических свойств и адаптационного «поведения» наночастиц требует для своего объяснения рассматривать процессы со скоростями более высокого порядка. Характерные кванты длительности дискретно-алгоритмической кинетики наноматериалов имеют границы, лежащие ниже границы длительности элементарных химических реакций атомов и занимают интервал от тысячных долей до десятков фемтосекунд. Согласно теории квантово-полевой химии, ответственными за такое фемтосекундное квантование являются составные компактные частицы — компактоны (например, рои электронов). Эти объекты возникают как результат спонтанного нарушения динамической симметрии (СНДС) в однородном физическом вакууме — протяженном бозе-конденсате фотонов нулевой частоты.