Australijscy naukowcy sfotografowali pojedynczy atom

Cień rzucany przez atom.
Fot. Griffith University

Naukowcy z australijskiego Griffith University jako pierwsi na świecie sfotografowali cień rzucany przez pojedynczy atom.
Chcieliśmy sprawdzić, ilu atomów trzeba, by rzucić cień. Wykazaliśmy, że wystarczy jeden - podkreśla prof. Dave Kielpinski z uniwersyteckiego Centrum Dynamiki Kwantowej w Brisbane. Artykuł pt. "Obrazowanie absorpcyjne pojedynczego atomu", który ukazał się w piśmie Nature Communications, stanowi podsumowanie 5 lat badań Kielpinskiego i doktora Erika Streeda.
Chcąc wykonać fotografię, akademicy musieli dysponować mikroskopem o bardzo wysokiej rozdzielczości. Dzięki niemu cienie stały na tyle ciemne, by w ogóle dało się je dostrzec.
Podczas eksperymentów do pułapek trafiały jony iterbu. Wystawiano je na oddziaływanie fali świetlnej o określonej częstotliwości. Cień padał wprost na detektor, przez co aparat cyfrowy mógł wykonać jego zdjęcie.
Gdybyśmy zmienili częstotliwość światła padającego na atom zaledwie o jedną część na miliard, obraz nie byłby już widoczny - wyjaśnia Kielpinski.
Streed dodaje, że zdjęcie to klucz do prawdziwego sukcesu, bo dzięki niemu można potwierdzić tezy fizyki atomowej, a także usprawnić obliczenia kwantowe. Na tym jednak nie koniec. Skoro jesteśmy w stanie przewidzieć, jak ciemny powinien być pojedynczy atom (lub inaczej mówiąc, ile światła powinien pochłonąć, tworząc cień), umiemy stwierdzić, czy mikroskop osiągnął maksymalny dopuszczany przez fizykę kontrast. To bardzo istotne, jeśli chce się oglądać bardzo małe i delikatne próbki biologiczne, takie jak nici DNA, gdzie ekspozycja na zbyt dużą dawkę UV lub promieni rentgenowskich mogłaby uszkodzić materiał.

Anna Błońska
Kopalnia Wiedzy.pl