Можно ли увидеть атом?

В 1911 году британский физик Эрнест Резерфорд провел ряд экспериментов, которые легли в основу нашего понимания строения атомов и радиоактивности. Дальнейшие открытия Резерфорда, Нильса Бора, Ханса Гейгера и Петра Капицы привели к созданию квантовой теории, несмотря на то, что увидеть атом (и тем более его ядро) не предоставлялось возможным.

Как увидеть невидимое?
Начиная с 1980-х годов, ученые отображали атомную структуру материала основываясь на математических расчетах и методах визуализации. Но все изменилось в 2009 году, когда физики из Харьковского физико-технического института не сфотографировали атом углерода и окружающие его электроны. (На изображении №1 можно увидеть подробные изображения электронного облака. Снимки опубликованы в журнале Physical Review B).

Следующим шагом в визуализации атомов стала работа ученых из
Корнельского университета, которые установили мировой рекорд,
утроив разрешение современного электронного микроскопа EMPAD и
получили изображение кристалла ортоскандата празеодима (PrScO3),
увеличенное в 100 миллионов раз (изображение №2).

Полученное в результате работы изображение стало возможным благодаря методу под название электронная птихография (ptychography) – сканирующая техника получения изображений объектов, крайне малых размеров, таких как электроны и рентгеновское излучение.
Как выглядит ядро атома?
Так как научно-технический прогресс не стоит на месте, в начале 2023 года исследователи из Брукхейвенской национальной лаборатории США опубликовали первое в истории изображение ядра атома в электрическом поле (изображение №3 и №4), получить которое удалось с помощью релятивистского коллайдера тяжелых ионов (RHIC) – ускорителя частиц, предназначенного для изучения столкновений между тяжелыми ионами (золота, медь, уран и др.)

И хотя субатомный мир по-прежнему остается загадкой для ученых, мы
можем увидеть как выглядит реальность в самых малых масштабах.
Чудеса науки, не иначе.
Еще больше интересных статей читайте в нашем журнале на Sponsr.ru! Вы также можете оформить подписку и поддержать независимую научно-популярную журналистику в России!
|
</> |