Научници су објавили до сада најдетаљнија снимак, односно у највећој резолуцији, појединачног атома и тиме оборили рекорд из 2018. године.
Дејвид Малер са Универзитета Корнел у САД и колеге снимили су ову невероватну фотографију (у оквиру) користећи се птихографијом, рачунарским поступком микроскопског снимања током којег су икс-зрацима гађали кристал PrScO3, а затим су на темељу углова разбацаних електрона визуелизовали облике атома из којих су они распршени.
Зашто не можемо видети атом?
Kао што се одмах примећује, овај снимак се увелико разликује од класичног приказа атома који смо виђали у својим средњошколским уџбеницима. Слика језгра око којег се врте (орбитрирају) електрони само је илустрација онога што се догађа. Научници су за сада успели да сниме атоме само као куглице.
Наиме, видљива светлост није добар алат за гледање атома јер је њена таласна дужина много већа од самих атома. Да би се облик могао јасно видети, он мора бити већи од таласне дужине светлости. Дакле, иако атоми могу одражавати видљиву светлост, с обзиром на то да су мањи од ње, ми видимо само нешто што наликује на мутну тачку. За прецизан снимак маленог атома потребни су посебни микроскопи и посебне технике снимања – попут птихографије. Пређашњи најдетаљнији снимак атома (слика доле) су, такође, објавили научници с Корнела, односно Малер и његове колеге, и та фотографија је ушла у Гинисову књигу рекорда као микроскопски снимак највеће резолуције.
Ускоро још оштрији снимци?
Нови снимак има двоструко већу резолуцију од оног из 2018. „Kључни преокрет био је тај што смо смислили начин да размрсимо то вишеструко распршивање, што је проблем стар 80 година. Дакле, 80 година нисмо имали решење за то, а сада смо с неколико врло паметних алгоритама, које су смислиле наше колеге, а касније су модификовани за распршивање електрона, распетљали вишеструко распршивање”, казао је Дејвид Малер за New Scientist. „Можемо постићи још бољи резултат ако смањимо температуру узорка. Kада охладите узорак, атоми слабије подрхтавају.”
Дакле, научници би ускоро могли постићи нови рекорд коришћењем материјала од тежих атома, који слабије подрхтавају или хлађењем узорка. Но, чак и при нултој температури атоми и даље имају квантне флуктуације, тако да је питање до које се мере резолуција може побољшати. Kвантна флуктуација (квантна флуктуација вакуума) јесте појава константног стварања и нестајања микроскопских парова честица и античестица у вакууму. Парови честица и античестица по настанку се убрзо међусобно поништавају и нестају, а што је већа енергија/маса насталих парова, то они брже нестају.
Истраживање под именом Electron Ptychography Achieves Atomic-Resolution Limits Set by Lattice Vibrations објављено је у часопису Science.
(Извор Индекс)
