Технологии

Атом удалось снять на обычную камеру

14 февраля 2018 0

атом снятый на камеру

Фото: Девид Недлингер, источник: popularmechanics.com 

Если бы древнегреческий философ Демокрит дожил до наших дней, то он бы возликовал, услышав нашу новость: британскому физику удалось сфотографировать одиночный атом. Причем на обыкновенную камеру.

Проблема с наблюдением атома

Наблюдая предметы в оптический микроскоп, мы фокусируем электромагнитное излучение, или, говоря проще, свет на объекте, тем самым получая увеличение. В 1873 году Эрнст Аббе открыл дифракционный предел — минимальный размер пятна, который можно получить, фокусируя свет определенной длины волны в среде с конкретным показателем преломления. Размер отдельного атома меньше этого предела, и в оптический микроскоп его пронаблюдать нельзя.

Дэвид Надлингер из Оксфорда решил заснять не отраженный свет от атома, а его излучение. Для начала он охладил атом с помощью лазера: так часто делают, когда изучают поведение частиц при температурах, близких к абсолютному нулю. Дело в том, что лазер, которым облучают атом, подобран со специально выверенной частотой, так что фотон этого излучения поглощается атомом, а в ответ атом излучает фотон с большей частотой. За счёт этой разницы частот понижается тепловая энергия движения атома.

Такая схема часто используется, чтобы зарегистрировать излучение атома, но всегда для регистрации нужны специальные сверхточные камеры. Надлингеру же удалось нечто особенное — зафиксировать излучение отдельного атома на камеру Canon 5D MK II, которая на сайте розничных сетей стоит около 70 тыс. рублей.

Он поместил в ионную ловушку (о ней ниже) положительно заряженный ион стронция, а затем заснял излучение на вышеупомянутый аппарат в режиме портретной съемки. Ко всему прочему он добавил два макрокольца, которые уменьшают минимальную дистанцию фокусировки. Так, Надлингеру удалось впервые заснять отдельно стоящий атом на обычный фотоаппарат.

Ионная ловушка

За технологию удержания отдельных заряженных ионов Нобелевскую премию вручили еще в 1989 году Вольфгангу Паулю и Хансу Демельту. Они придумали следующее: несколько электродов постоянно создают электрическое поле. Другая часть ловушки постоянно меняет вектор напряжения с высокой скоростью. С одной стороны, поле постоянно тянет ион в одну сторону, но за счет смены направления эта тяга уравновешивается, и частица не покидает ловушку.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Рассказать друзьям

0 Комментариев

Подписаться на рассылку

Комментарии

Войти с помощью 

Присоединяйтесь к нам в социальных сетях

В наших группах вы можете узнать много нового и интересного, а так же - принять участие в опросах и конкурсах

Присоединиться
Присоединиться