18.10.2023, 18:20

Важнейший шаг для науки: как исследователи сфотографировали одиночный атом

Атомы очень малы, они настолько малы, что человек разглядеть их не может, даже с помощью мощных микроскопов. Но, как это ни парадоксально, на этом фото атома (а не просто картинке) вы можете увидеть частицу невооруженным глазом. Сегодня мы расскажем вам о том, как было сделано реальное фото атома.

Николай Кудрявцев

Теги:

Нетленка

Исследование

Эксперимент

Фотография

Великобритания

Это реальное фото атома под электронным микроскопом сделано Дэвидом Нэдлингером и называется «Одиночный атом в ионной ловушке». Несколько лет назад оно одержало победу в конкурсе на лучшую научную фотографию, проводимую Исследовательским советом инженерных и физических наук Великобритании. На фото изображен одиночный атом стронция в мощном электрическом поле. На него направлены лазеры, из-за чего атом испускает свет.

Что мы видим на снимке

Пусть частица и видна, рассмотреть как выглядит атом на фото все равно непросто. Если вы пристально вглядитесь в центр фотографии, то заметите слабо светящуюся голубую точку. Это и есть атом стронция, подсвеченный сине-фиолетовым лазером.

Примечательно то, что атом был сфотографирован обыкновенной цифровой камерой. В дополнение к ней использовались вспышки со светофильтрами и удлинительные кольца для макросъемки. При подсветке лазером атом стронция поглотил, а затем повторно излучил фотоны света. Отраженный свет и зафиксировала камера на длинной выдержке. Атомы без микроскопа можно увидеть только на фото. Название фото «Одиночный атом в ионной ловушке». Что же это за ловушка? Её электрические поля генерируются электродами из металла. На фото атома стронция в микроскопе поля составили два миллиметра.

Стронций в эксперименте использовали из-за размера: у стронция 38 протонов, и диаметр его атома — несколько миллионных долей миллиметра. Обычно столь мелкий объект мы бы не разглядели, но ученые использовали трюк, чтобы сделать атом ярче. Благодаря этому и получилось красивое фото атома.

Как сделали снимок

На фото атом под электронным микроскопом освещен высокомощным лазером, из-за которого электроны, кружащиеся по орбите вокруг атома стронция, получают больше энергии и начинают испускать свет. Как только заряженные электроны дали достаточное количество света, самая обыкновенная камера смогла сделать настоящее фото атома.

Правда, если бы вы лично стояли рядом с этой установкой, то ничего бы не увидели. Снимок сделан с помощью длинной выдержки, так как что без оборудования весь этот свет все равно не заметить. К сожалению, другого способа увидеть реальный одиночный атом невооруженным глазом у человека просто нет. Пока нет. Надеемся, что вскоре научный мир вновь порадует нас новыми фото атомов.

Автор фотографии Дэвид Надлингер сделал фото атома в микроскопе через окно камеры сверхвысокого вакуума, в которой заключена ионная ловушка. Эта техника не нова, но Надлингер впервые сделал это с помощью обычного фотоаппарата. Запечатлеть как выглядит атом под микроскопом на фото ему удалось с помощью камеры Canon 5D Mk II.

Чем снимок интересен для науки

В настоящее время ионные ловушки повсеместно распространены. Множество из них базируется на взаимодействии заряженных частиц с электромагнитным полем высокой частоты. Британский учёный для своего фото атома под микроскопом использовал квадрупольную ионную ловушку, второе название которой ловушка Пауля. Ловушки для ионов широко применяются для масс-спектрометрии — метода исследования вещества при котором определяется концентрация компонентов в нем — молекулярные массу, состав и формулу. Ионные ловушки применяются, помимо прочего, на химических производствах для фильтрации воздуха.

Pavel Bell 08 Сентября 2021, 21:28

Я такую ерунду могу сам нарисовать. От настоящей не отличите. Или совместить голубую звездочку на небе с изображением двух электродов в фотошопе и вуаля $10,000 в кармане прбедил!

Valentin Volk 15 Июня 2021, 22:09

Автор! Разглядеть атом нельзя в принципе, не потому, что он очень мал, а потому что человеческий глаз видит, ощущает, регистрирует, фиксирует только фотоны оптического диапазона электромагнитного спектра. И больше никакие частицы глаз увидеть не в состоянии. Говоря проще, глаз фиксирует не электроны, вращающиеся по своим орбитам вокруг атомного ядра, а испущенные этими электронами фотоны видимого участка спектра, если они испускаются. И если бы размер атома был с лошадиную голову, мы бы его всё равно увидеть не смогли, а фиксировали бы только испускаемые электронами фотоны света!!!

Michael Kerjman 14 Июня 2021, 22:25

Ещё бы ковида вирус обсмотрели...

Анатолий Коротков 14 Июня 2021, 15:54

этот атом как гипотеза не доказать ни опровергнуть

Евгений null 14 Июня 2021, 14:35

Мы видим не сам атом, а переизлученные атомом фотоны, а так как атом один, ну как утверждают ученые, разумеется надо увеличивать выдержку. А теперь посмотрим как мы реально видим вещественные предметы. Свет падает на вещество, каждый атом, находящийся на поверхности вещества переизлучает фотоны, которые попадают нам в глаз. Так в чем новизна!?

Землянин null 15 Мая 2021, 08:45

может быть наша вселенная так-же висит сейчас в другой лаборатории между двух лазеров и рассматривается каким- нибудь ученым, который думает что это всего-лишь одиночный атом стронция )

евгения Болотова 01 Апреля 2021, 12:45

Одиночный атом - так грустно и жалко его в ловушку его посадили, а он не знает чего, так люди на него ополчились, ему ж подругу нужно искать... В свете лазера теряет он силы, электроны не смогут больше летать.

Вася Хренов 09 Ноября 2021, 22:16

Мадам на романтику потянуло?))

BRom23RUS 23 Марта 2021, 15:07

Фото непойми чего. Если на фото одиночный атом то электроды с лева и права изготовлены инопланетянами ибо имеют толщину в пять атомов.

Землянин null 15 Мая 2021, 08:49

в зоне видимости только испускаемый свет. Читайте статью внимательней. С высоты в 8000 метров самолета вы не увидите брелок-лазер в руках человека на земле, как и самого человека, но пятно света диаметром в пол метра в лицо при его включении очень даже заметите.

Pavel Zarubin 18 Января 2021, 11:43

А как его остановили? Или это совмещенное изображение? А так, почему нет? Черные дыры не излучают. Может это тяжёлый ион собравший вокруг мелочь?

Владимир Колпаков 10 Января 2021, 10:26

За чем врать?

Дедушка Крок 14 Июня 2021, 03:09

За печкой...))))) P.S. "За тем" же, что и - безграмотно писать... ))))

Ne On 01 Декабря 2020, 10:00

А это точно атом? Электроны, "получая больше энергии", начинают испускать фотоны? А откуда они берутся в электронах? Не всё так гладко в мире науке, товарищи ученые!

Дедушка Крок 14 Июня 2021, 03:15

*...Электроны, "получая больше энергии", начинают испускать фотоны? А откуда они берутся в электронах?...* -------------------------------------------------------------------------- Учи науку, двоечник ...))) ... Квантовая теория атома ... 5.7. Вынужденное излучение атомов .... http://fn.bmstu.ru/data-physics/library/physbook/tom5/ch5/texthtml/ch5_7.htm

Сергей Коломиец 23 Марта 2018, 14:19

Атом размером несколько микрон? ШТА?

Anatoly Safarov 13 Марта 2018, 18:59

А что атом это что-то твердое, что можно подсветить и он еще и отражает свет? Тогда можно было бы ему и имя дать, он же там один и окольцевать его.))))

Илья Аганичев 12 Марта 2018, 08:25

атом невидим в принципе. просто вследствие того, что он меньше длины волны видимого света. А фирма IBM написала на плоскости атомами ксенона свое название еще 1989 году. И даже наномультик сняли. Пока только сканирующий туннельный микроскоп способен отличить пустое место от единичного атома..

Тёма Тёмкин 09 Марта 2018, 16:22

Очередной фейк британских псевдоучёных.

Yuri Zorin 09 Марта 2018, 15:10

размер диаметра атома несколько ангстрем, нам показывают несколько мм. диаметр лазерного луча равен или более длины волны. для атома слишком много. сказка для человеков.

Евгений Сошенко 26 Февраля 2018, 16:14

Да, непонятно, каков диаметр этих трубок, но, судя по гайкам, даже если представить самые крошечные, атом получился очень уж жирным. Больше яйцеклетки.

Анатолий Ясиновый 24 Февраля 2018, 22:42

ASY-Lviv. Лет 10 назад были снимки атома углерода (атомное кино). Атом явно продолговатого типа в проявленной геометрии. В 1982 году в установке "Гениус" был проявлен одиночный протон, тоже ярко продолговатый природный тип. Сегодняшняя демонстрация фото атомов это сопли былой науки размазанные по листу показа. Кто- то сознательно опускает науку Англии в унитаз современности. 24.02.2018г.

Владимир Соколов 24 Февраля 2018, 18:42

Или просто это синий китайский светодиод.

Владимир Соколов 24 Февраля 2018, 18:38

Это фото ""электронного поля вокруг ядра атома стронция" с длительной выдержкой".

Ivan II Pupkin 18 Февраля 2018, 13:15

Абсолютно неграмотная антинаучная статья! "Атом в мощном Е-вектор!!!???" Да ему совершенно наплевать на любое поле - он нейтрален!!! Можно было бы всю статью разбомбить на кусочки, но места мало. Коммент получился бы больше статьи в несколько раз. Статья рассчитана на простого обывателя, который скажет "О-о-о!" Очередной британский фейк, как они умеют!

Алексей Коновалов 17 Февраля 2018, 16:56

Это не размер атома, и не отражение от подсветки лазером. Это свечение самого атома от перевозбуждения - небольшой атомный реактор. Жаль что авторы не написали, какой выход энергии и какой уровень гамма-излучения.

Евгений Шевченко 17 Февраля 2018, 08:46

Пока нет полной выкладки с учетом затраченных энергий, масс и т.п - это не более чем очередной мультик от британских "ученых". P.S. Но даже если и так, то это всего лишь изображение , которое рисует излучение от атома (т.к. его телепает в стороны в пределах длины волны) на матрице камеры, для чего и выдержка нужна большая. Ха-ха, мы электронный пучок на телевизорах с кинескопными экранами еще в ХХ веке видели!

Евгений Ермаков 16 Февраля 2018, 23:08

Да студент - красавчик просто!!! Выбрал самый крупный атом!

Игорь Ильин 15 Февраля 2018, 02:46

Ну в принципе я верю, в то что этот мельчайший светящийся объект реально разглядеть, ведь человеческий глаз способен разглядеть в темное время суток, горящую свечку, на расстоянии 20 километров

Евгений Шаталов 16 Февраля 2018, 02:30

Возбужденные

Евгений Стельмахович 25 Февраля 2018, 00:33

Абсолютно с вами согласен. Это НЕ ФОТО АТОМА. Это фото свкчкемя его оболочки, и именно локализация.

Александр Черненко 14 Февраля 2018, 13:30

Да, вопросы есть. Очевидно, что диаметр лазерного пучка в перетяжке не менее длины волны, да и соотношение неопределенности никто не отменял. В лучшем случае это некоторый эффективный размер локализации атома, но не его диаметр. По сравнению с реальным размером атома , а это единицы ангстрема, слишком много