Можно ли увидеть атом?

топ 100 блогов crithin25.01.2023

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.

Увидеть атом невероятно трудно даже с помощью мощнейших научных инструментов
Увидеть атом невероятно трудно даже с помощью мощнейших научных инструментов

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). 

Изображение №1: первый снимок атома углерода сделан учеными из Харьковского физико-технического института в Харькове, Украина в 2009 году. Полученные ими изображения электронов одного атома подтверждают принципы квантовой механики. На изображениb можно увидеть углеродную цепочку атомов.
Изображение №1: первый снимок атома углерода сделан учеными из Харьковского физико-технического института в Харькове, Украина в 2009 году. Полученные ими изображения электронов одного атома подтверждают принципы квантовой механики. На изображениb можно увидеть углеродную цепочку атомов.


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).

Перед вами электронная птихографическая реконструкция кристалла ортоскандата празеодима (PrScO3), увеличенная в 100 миллионов раз.
Перед вами электронная птихографическая реконструкция кристалла ортоскандата празеодима (PrScO3), увеличенная в 100 миллионов раз.

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.)

Перед вами интригующее изображение атома, наиболее приближенное к тому, как они на самом деле выглядят.
Перед вами интригующее изображение атома, наиболее приближенное к тому, как они на самом деле выглядят.


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!

Оставить комментарий

Архив записей в блогах:
А Вы знаете чем мы все обязаны этому человеку? Ровно 34 года назад в этот день ночью системы предупреждения ракетного нападения СССР сообщили, что США нанесло по нам ракетный удар. Это был самый пик "холодной войны". Американский президент Рональд Рейган впервые называет Советский ...
Вооруженные Силы Российской Федерации заняли второе место в рейтинге мощнейших армий мира, составленном специалистами американского аналитического портала Business Insider. На первое место они поставили армию США. По мнению экспертов из США, основную мощь Российской армии составляют "п ...
Всем добрый день, вопрос к постоянно или сезонно проживающим в Тайланде. Чего вам тут не хватает, в чем вы испытываете недостаток? В первую очередь интересуют вещи из разряда товаров или услуг (например, соленые огурцы или русская няня для ...
Всем капельку праздничного настроения и духа рождества! Имел сегодня удовольствие прокатиццо по минке на  пару-тройку сотен км от москвы и докладываю наблюдения - треног нет. Вааще ни одной. Ни по пути туда ни по пути обратно. Ни треног ни белых фургончков ни че го. Неужели так ...
Сосед порадовал вчера (подошел к забору со своей стороны и сказал, что хочет принести мне радость:)), - собирается срубить два огромных хвойных дерева, одно из которых отнимает у меня метров 10 квадратных солнечного спота. Так что, с одной стороны, я очень обрадовалась и даже начала ...