З'явився перший в історії рентгенівський знімок одного єдиного атома (фото)

Ми звикли до того, що за допомогою рентгенівського випромінювання можна отримати дані про стан, наприклад наших кісток. Хоча атоми не мають кісток, проте вченим цікаво, як вони влаштовані. Для цього дослідники вперше використовували рентгенівське випромінювання, щоб отримати знімок атома — маленької частки, з яких складається весь наш Всесвіт, у тому числі і людина, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Вчені з Університету штату Огайо, США у співпраці з дослідниками з інших країн представили унікальне дослідження. Вони вперше використовували рентгенівські промені для того, щоб отримати уявлення про властивості одного атома.

Вважається, що рентгенівське випромінювання найкраще підходить для вивчення властивостей різних матеріалів на атомному рівні. Існує кілька методів, які допомагають за допомогою рентгенівського випромінювання побачити, як влаштовані ці матеріали у найменшому масштабі.

Для реалізації своєї ідеї вчені використовували метод, який поєднує синхротронне рентгенівське випромінювання зі скануючою тунельною мікроскопією. Цей метод відомий як синхротронна рентгенівська скануюча тунельна мікроскопія.

При цьому вчені використовували зонд з гострим кінцем, який взаємодіє з електронами досліджуваного матеріалу в квантовому тунелюванні. Сильні рентгенівські промені скеровуються на досліджуваний зразок, а детектор на зонді збирає відбите світло.

В рамках нового експерименту вчені вирішили ретельно вивчити структуру та властивості атома заліза. Для цього були створені особливі хімічні збірки, які називаються ліганд, де об'єднали іони заліза та тербію. В іншій збірці були об'єднані один атом заліза та шість атомів рубідія. Після цього на ці збірки направили рентгенівське випромінювання.

Світло, яке отримує детектор, відрізняється від світла, що падає на зразок. Деякі довжини хвиль поглинаються електронами в ядрі атома, тому з'являються темніші лінії спектру рентгенівського випромінювання.

Вчені виявили, що ці темні лінії відповідають довжинам хвиль, що поглинаються залізом та тербієм відповідно. Ці спектри поглинання можна використовувати для визначення хімічного стану цих атомів.

За словами вчених, їх новий експеримент пов'язує синхротронне рентгенівське випромінювання із процесом квантового тунелювання та відкриває можливість для майбутніх досліджень хімічних властивостей різних матеріалів на атомному рівні.

Раніше Фокус писав про ще один важливий експеримент, який провели фізики із ЦЕРН. За допомогою детекторів на Великому адронному колайдері їм удалося побачити процес розпаду такої частки, як бозон Хіггса, на дві окремі частки.