Sva normalna materija u Univerzumu je sastavljena od sićušnih građevinskih blokova koji su premali da bi se mogli videti golim okom.
Ali mi ljudi nećemo dozvoliti da nas fizička ograničenja naših očiju spreče da gledamo stvari koje želimo da vidimo, zar ne?
Sliku koju vidite iznad je 2021. godine napravio tim koji je predvodio fizičar Džen Čen, ranije sa Univerziteta Kornel, a sada na Kineskoj akademiji nauka. Te tačke su atomi u kristalnoj rešetki komada prazeodimijum ortoskandata (PrScO 3 ), pri uvećanju od 100 miliona.
Jedini razlog zašto slika izgleda malo nejasno oko ivica nije zato što je rezolucija loša, već zato što atomi ne prestaju da se pomeraju, što dovodi do malog zamućenja toplotnog kretanja.
Bez obzira koliko dobra tehnologija bude, međutim, ta rekordna rezolucija je malo verovatno da će ikada biti potučena. To je zato što postoji ograničenje koliko rezolucije možemo postići na ovim atomskim skalama, i to je uglavnom to.
„Ovo ne postavlja samo novi rekord“, rekao je fizičar David Muller sa Univerziteta Kornel, kada su rezultati njegovog tima objavljeni u časopisu Science.
„Dostignut je režim koji će zapravo biti krajnja granica za razrešenje. U suštini sada možemo da shvatimo gde se atomi nalaze na veoma lak način. Ovo otvara puno novih mogućnosti merenja stvari koje smo želeli da raditi veoma dugo.“
Ovo dostignuće je delo vrhunca tehnologije atomske slike, tehnike koja se zove ptihografija.
Psihografija zapravo nije direktna tehnika snimanja, već neka vrsta interferometrije. To je generisanje slike iz interferentnih obrazaca. Elektroni su ispaljeni na uzorak prazeodimijum ortoskandata; kada ovi elektroni udare u atome u materijalu, odbijaju se.
Merenjem obrazaca odbijanja, ili rasejanja, ovih elektrona dok se snop pomera, sistem za snimanje može da generiše sliku od čega se elektroni odbijaju.
Sada, pošto je prazeodimijum ortoskandat jedinjenje, ono što vidite ovde su tri različite vrste atoma. Parovi svetlih mrlja spojeni zajedno su prazeodimijum. Pojedinačne svetle mrlje su skandijum. A slabe crvene mrlje su kiseonik. Svi ovi atomi su povezani zajedno da formiraju čisti, savršeni kristal koji su prikazali Čen i njegove kolege.
Proboj u atomskom imidžingu ima implikacije i primene za fiziku i inženjering, dajući nam veličanstvenu sposobnost da proučavamo atomske strukture u visokoj rezoluciji i tri dimenzije. Ovo možemo koristiti za sve, od nauke o materijalima do kvantnih komunikacija.
„Želimo da ovo primenimo na sve što radimo“, rekao je Miler. „Do sada smo svi nosili jako loše naočare. A sada zapravo imamo zaista dobar par. Zašto ne biste želeli da skinete stare naočare, stavite nove i da ih stalno koristite? “
Stvari koje ljudi mogu da urade kada se na to zaista posvete su jednostavno neverovatne.
Ceo rad tima možete pronaći u časopisu Nauka.
