Twoja wyszukiwarka

JACEK RODZEŃ
SYGNAŁY - WYPRAWA W GŁĄB ATOMU
Wiedza i Życie nr 10/2000
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 10/2000

Niemieckim fizykom udało się sfotografować chmury elektronowe pojedynczego atomu.

Jeszcze kilkadziesiąt lat temu, gdybyśmy komuś powiedzieli, że już niedługo będzie można oglądać pod mikroskopem pojedyncze atomy, uznałby nas z fantastów. Tymczasem fantazja szybko stała się rzeczywistością i dzięki kolejnym generacjom aparatury wspomagającej nasz wzrok w sięganiu w głąb materii zobaczyliśmy najpierw cząsteczki związków chemicznych, a później pojedyncze atomy.

Autorami tego osiągnięcia są niemieccy uczeni z Instytutu Fizyki Uniwersytetu w Augsburgu. Za pomocą zmodyfikowanego przez siebie skaningowego mikroskopu sił atomowych grupie kierowanej przez Franza Giessibla udało się po raz pierwszy zajrzeć do wnętrza atomu i uzyskać obrazy kształtu chmur elektronowych. Jest to niewątpliwy sukces na drodze do wizualizacji wewnętrznych struktur atomu, których kształt znaliśmy, jak dotąd tylko pośrednio, z eksperymentów i modelowania komputerowego.

Wykorzystana przez uczonych technika mikroskopowa nie jest już dzisiaj nowością i znajduje zastosowanie w badaniach powierzchni rozmaitych materiałów, a także w dziedzinach biologii komórki i biologii molekularnej. W odróżnieniu od używanych od lat skaningowych mikroskopów jonowych i tunelowych, mikroskop sił atomowych nie potrzebuje, by ostrze i podłoże przewodziły prąd elektryczny. Jego konstrukcja przypomina trochę działanie starego gramofonu. Po powierzchni próbki badanego materiału lub nad nią przesuwa się niewielka dźwigienka zaopatrzona w wystające ostrze. Pod działaniem sił krótkiego zasięgu między atomami ostrza i atomami próbki dźwigienka ulega pewnym wahaniom, które można mierzyć. Dokładność sił atomowych jest tak duża, że można tym sposobem odwzorowywać szczegóły o wielkości porównywalnej z rozmiarami atomów.

Fizycy z Augsburga wierzą, że już niedługo w podobny sposób będzie można otrzymywać obrazy chmur elektronowych zespołów atomów w różnych rodzajach kryształów, a tym samym uzyskać lepsze zrozumienie zachowania się elektronów w ciele stałym.

Science nr 5478/2000