Dejvid Muler sa Univerziteta Kornel u Njujorku i njegove kolege napravili su ovu neverovatnu fotografiju koristeći se ptihografijom, računarskom metodom mikroskopskog snimanja tokom koje su x-zracima gađali kristal PrScO3, a zatim na osnovu uglova razbacanih elektrona vizualizovali oblike atoma iz kojih su oni raspršeni.
Kao što se odmah primećuje, ova fotografija se uveliko razlikuje od klasičnog prikaza atoma koji smo viđali u srednjoškolskim udžbenicima.
Slika jezgra oko koje se vrte (orbitiraju) elektroni samo je ilustracija onoga što se događa. Naučnici su za sada uspeli da snime atome samo kao „kuglice“.
Naime, vidljiva svetlost nije dobar alat za gledanje atoma jer je njena talasna dužina mnogo veća od samih atoma. Da bi se oblik mogao jasno videti, on mora biti veći od talasne dužine svetlosti. Dakle, iako atomi mogu odražavati vidljivu svetlost, s obzirom na to da su manji od nje, mi vidimo samo nešto što liči na mutnu tačku.
Za precizniju fotografiju malenog atoma potrebni su posebni mikroskopi i posebne tehnike snimanja – poput ptihografije.
Prethodnu najdetaljniju fotografiju atoma takođe su objavili naučnici sa Kornel Univerziteta, odnosno Muler i njegove kolege, a ona je ušla u Ginisovu knjigu rekorda kao mikroskopska fotografija najveće rezolucije.
Uskoro još oštrija fotografija?
„Ključni preokret je bio taj što smo smislili način da razmrsimo to višestruko raspršivanje, što je problem star 80 godina. Dakle, 80 godina nismo imali rešenje za to, a sada smo sa nekoliko vrlo pametnih algoritama, koje su razvili naši kolege, a koji su kasnije modifikovani za raspršivanje elektrona, uspeli da raspetljamo višestruko raspršivanje“, kazao je Muler za „New Scientist“.
„Možemo da postignemo još nešto bolji rezultat ako smanjimo temperaturu uzorka. Kada ohladite uzorak, atomi slabije podrhtavaju“, dodao je.
Dakle, naučnici bi uskoro mogli da postignu novi rekord korišćenjem materijala od težih atoma, koji slabije podrhtavaju, ili hlađenjem uzorka. Ali čak i pri nultoj temperaturi atomi i dalje imaju kvantne fluktuacije, tako da je pitanje do koje se mere rezolucija može poboljšati.
Kvantna fluktuacija je pojava konstantnog stvaranja i nestajanja mikroskopskih parova čestica i antičestica u vakuumu. Parovi čestica i antičestica po nastanku se ubrzo međusobno poništavaju i nestaju, a što je veća energija/masa nastalih parova, to oni brže nestaju.
Istraživanje po nazivom Electron Ptychography Achieves Atomic-Resolution Limits Set by Lattice Vibrations objavljeno je u časopisu „Science“.
