Atomların Şimdiye Kadarki En Net Görüntüsü
Evrendeki tüm normal madde, çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük olan minik yapı taşlarından oluşur.
Ancak biz insanlar gözlerimizin fiziksel sınırlamalarının görmek istediğimiz şeylere bakmamızı engellemesine izin vermeyeceğiz, değil mi?
Yukarıda gördüğünüz görüntü, eskiden Cornell Üniversitesi’nde ve şu anda Çin Bilimler Akademisi’nde fizikçi Zhen Chen liderliğindeki bir ekip tarafından 2021’de yapıldı. Bu noktalar, 100 milyon büyütmede bir praseodim ortoskandat (PrScO3) parçasının kristal kafesindeki atomlardır.
Görüntünün kenarlarının biraz bulanık görünmesinin tek nedeni çözünürlüğün zayıf olması değil, atomların titreşmeyi bırakmaması ve bunun sonucunda biraz termal hareket bulanıklığı oluşmasıdır.
Ancak teknoloji ne kadar iyi olursa olsun, bu rekor kıran çözünürlüğün asla geçilmesi pek olası değil. Çünkü bu atomik ölçeklerde ne kadar çözünürlük elde edebileceğimizin bir sınırı var ve bu da aşağı yukarı bu kadar.
Cornell Üniversitesi’nden fizikçi David Muller, ekibinin sonuçları Science dergisinde yayınlandığında, “Bu sadece yeni bir rekor kırmıyor,” dedi.
“Çözünürlük için nihai bir sınır olacak bir rejime ulaştı. Artık atomların nerede olduğunu çok kolay bir şekilde anlayabiliyoruz. Bu, uzun zamandır yapmak istediğimiz şeylerin bir sürü yeni ölçüm olasılığını açıyor.”
Bu başarı, atomik görüntüleme teknolojisinin zirvesi olan ptikografi adı verilen bir tekniğin eseridir.
Ptikografi aslında doğrudan bir görüntüleme tekniği değil, bir tür interferometridir. Bu, girişim desenlerinden bir görüntü oluşturmaktır. Praseodim ortoskandat örneğine elektronlar ateşlendi; bu elektronlar malzemedeki atomlara çarptığında geri sektiler.
Görüntüleme sistemi, ışın hareket ettirildikçe bu elektronların sıçrama desenlerini veya saçılmalarını ölçerek, elektronların neyden sıçradığına dair bir görüntü üretebilir.
Praseodimyum ortoskandat, ptikograpi kullanılarak görüntülendi. (Cornell Üniversitesi)
Şimdi, praseodim ortoskandat bir bileşik olduğundan, burada gördüğünüz şey üç farklı tür atomdur. Birbirine bağlı parlak damla çiftleri praseodimdir. Tek parlak damlalar skandiyumdur. Ve soluk kırmızı damlalar oksijendir. Tüm bu atomlar Chen ve meslektaşları tarafından görüntülenen saf, mükemmel kristali oluşturmak için birbirine bağlanmıştır.
Atom görüntülemedeki atılımın fizik ve mühendislik için etkileri ve uygulamaları vardır ve bize atom yapılarını yüksek çözünürlükte ve üç boyutta inceleme gibi muhteşem bir yetenek kazandırmıştır. Bunu malzeme biliminden kuantum iletişimine kadar her şey için kullanabiliriz.
“Bunu yaptığımız her şeye uygulamak istiyoruz,” dedi Muller. “Şimdiye kadar hepimiz gerçekten kötü gözlükler takıyorduk. Ve şimdi gerçekten iyi bir çiftimiz var. Neden eski gözlüklerinizi çıkarmak, yenilerini takmak ve sürekli kullanmak istemezsiniz?”
İnsanlar gerçekten akıllarına koyduklarında yapabilecekleri şeyler inanılmazdır.
Kaynak: https://www.sciencealert.com