Да заснемеш сянката на атом

Изследователи от австралийския университет "Грифит" успяха за първи път в историята да заснемат сянката на един-единствен атом, съобщават от учебното заведение.

"Достигнахме екстремните граници на възможностите на микроскопията. Не можете да видите нищо по-малко от атом, използвайки видима светлина", коментира проф. Дейв Килпински от Центъра за квантова динамика към "Грифит".

"Искахме да проучим колко атома са нужни да хвърлят сянка и открихме, че за целта е необходим само един", обяснява Килпински.

Публикуваното тази седмица изображение в Nature Communications, наречено "Абсорбционно изображение на единствен атом", е резултат от над 5-годишна усилена работа на учените. В резултат те успяват да създадат микроскоп с ултрависока резолюция, който прави сенките на отделните атоми достатъчно тъмни, че да се видят. Нито едно друго устройство в света към момента не притежава подобен капацитет, обясняват изследователите от "Грифит".

Един от деликатните моменти в изследването, свързан със задържането на атом достатъчно дълго на едно място, за да се направи снимка, е постижение, което макар и забележително, само по себе си не е нещо ново. За целта учените изолирали атома в отделна камера и го задържали на едно място в пространството благодарение на електрични полета.

За снимката проф. Киелпински и неговите колеги използвали единични атомни йони в елемента итербий и ги изложили на светлина с изключително точно определена честота. (Експериментът би се променил, ако тя се промени дори с една милиардна).

Под тази светлина сянката на атома била "хвърлена" върху свръхчувствителен детектор, който позволил снимката да бъде направена от дигитална камера.

"Подобни експерименти ще помогнат за по-доброто ни разбиране за същността на атомната физика и може да бъдат полезни при създаването на бъдещите квантови компютри", предполага д-р Ерик Стрийд, друг член на екипа от "Грифит".

В бъдеще технологията би намерила приложение и в биомикроскопията – например при изследването на малки и крехки биологични проби. Такива са ДНК-щамовете, при които излагането на прекалено силна ултравиолетова светлина и рентгенови лъчи може да увреди самата структура на молекулата.