Nufotografuotas atomo šešėlis

Mokslininkams pirmą kartą pavyko nufotografuoti regimąja šviesta apšviesto pavienio atomo metamą šešėlį. Tokiam pasiekimui prireikė 5 tyrimų metų.

Griffitho universiteto (Australija) Kvantinės dinamikos centro mokslininkai, pasitelkę naują ultradidelės raiškos mikroskopą, pirmą kartą mokslo istorijoje nufotografavo atomo metamą šešėlį. Pasak australų mokslininkų, šis eksperimentas buvo vykdomas siekiant sužinoti, kiek pavienių apšviestų atomų prireiktų matomam šešėliui suformuoti. Tyrimo metu buvo įrodyta, kad tam pakanka tik vieno atomo.

„Mes pasiekėme pačią optinės mikroskopijos galimybių ribą: matomoje šviesoje neįmanoma išvysti nieko mažesnio už atomą“, – pareiškė Griffitho universiteto Kvantinės dinamikos centro profesorius Dave'as Kielpinskis. Pasak tyrėjų, jų nufotografuotas šešėlis taip ir liks pats mažiausias iš visų, kada nors nufotografuotų.

Skelbiama, kad tokios milžiniškos raiškos optinės mikroskopijos įrangos neturi joks kitas mokslo centras pasaulyje. Išlaikyti atomą vienoje padėtyje tokį ilgą laiką, kurio reikia jam nufotografuoti, fizikai mokėjo ir anksčiau: specialioje kameroje izoliuotą atomą erdvėje „užrakindavo“ elektriniai laukai. Profesorius D. Kielpinskis ir jo vadovaujamos grupės mokslininkai eksperimente naudojo pavienius cheminio elemento iterbio jonus, kurie buvo veikiami tam tikro ilgio regimosios šviesos bangomis. Susidaręs atomo šešėlis krisdavo ant detektoriaus, o šį vaizdą fiksuodavo skaitmeninė fotokamera, sakoma pranešime.

Pasak profesoriaus D. Kielpinskio, naudojant ultradidelės raiškos mikroskopą tyrėjams pavyko sukoncentruoti atvaizdą į patį mažiausią nei bet kada anksčiau plotą ir taip sukurti tamsesnį šešėlį, kurį lengviau įžiūrėti. Mokslininkai pabrėžia eksperimento metu pasiektą sunkiai įsivaizduojamą preciziškumą. „Jei būtume bent viena milijardine dalimi pakeitę į atomą nukreiptos šviesos dažnį, šešėlio nebūtų įmanoma pamatyti“, – pabrėžė mokslininkas.

Eksperimentuotojų grupėje dirbusio daktaro Eriko Streedo teigimu, šio pasiekimo reikšmė yra labai didelė: pasak jo, tokie eksperimentai padeda geriau suvokti atomo fiziką ir gali būti naudingi plėtojant kvantinę kompiuteriją. Pasiektas preciziškumas taip pat suteikia galimybę naudoti optinę mikroskopiją tiriant itin mažus ir labai pažeidžiamus biologinius mėginius, pavyzdžiui, DNR vijas, kurias apšvietus ultravioletiniais ar rentgeno spinduliais galima jas pažeisti.

„Dabar mes galime numatyti, kiek šviesos reikia ląstelėje vykstantiems procesams stebėti optimaliomis optinės mikroskopijos sąlygomis, kad būtų išvengta mėginių pažeidimų pavojaus“, – sakė E. Streedas.

   

Facebook komentarai