Twoja wyszukiwarka

PIOTR KOSSOBUDZKI
SYGNAŁY - HOLOGRAM W PROMIENIACH GAMMA
Wiedza i Życie nr 5/2001
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 5/2001

Polscy naukowcy zrobili trójwymiarowe "zdjęcie" atomom tworzącym kryształ.

Fizykom z Akademii Górniczo-Hutniczej i Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie udało się otrzymać niezwykle ostry, trójwymiarowy obraz kryształu o rozdzielczości lepszej niż 0.1 nm. Tyle mniej więcej wynosi odległość między atomami materii. By zbadać strukturę próbki, badacze pracujący pod przewodnictwem prof. Józefa Koreckiego i dr. Pawła Koreckiego, oświetlili ją wiązką promieniowania gamma. Wiązka rozpraszana jest na jądrach atomów substancji w szczególny sposób, nazywany efektem Mössbauera. Specjalne czujniki rejestrują następnie skutki interferencji rozproszonego i nierozproszonego promieniowania, a dane są zapisywane w postaci dwuwymiarowego hologramu.

Komputerowa analiza hologramu pozwala na odtworzenie obrazu sąsiadujących atomów (a dokładnie ich jąder) tworzących daną substancję. Holografia nie dostarcza informacji o pojedynczych atomach, pozwala za to na uzyskanie informacji o trójwymiarowej strukturze całej próbki, a nie tylko jej powierzchni, jak ma to miejsce przy użyciu skaningowej mikroskopii tunelowej [patrz: "Żonglowanie atomami", WiŻ nr 9/1999]. Dotychczas udawało się już badać holograficznie strukturę atomową substancji, stosując promieniowanie rentgenowskie. By jednak uzyskać wyraźny obraz przy użyciu tej techniki, potrzeba niezwykle silnych źródeł promieniowania X - tzw. synchrotronów. Tymczasem nowa metoda, wykorzystująca promieniowanie gamma, może być uprawiana niemal w każdym laboratorium, dając obrazy o wyjątkowej ostrości.

Holografia rentgenowska i gamma nie może co prawda konkurować ze standardowymi metodami badania struktury kryształów, może być jednak nieoceniona przy badaniu substancji, których nie da się doprowadzić do postaci krystalicznej. Badania układu atomów w związkach mogą się przyczynić np. do odnajdywania powiązań pomiędzy budową a funkcją białek i badania procesów zachodzących w skomplikowanych systemach biologicznych. Z pewnością znajdą też zastosowanie w materiałoznawstwie oraz w badaniach z zakresu fizyki ciała stałego i chemii.

American Institute of Physics uznał hologram otrzymany przez polskich naukowców za jedno z ważniejszych osiągnięć fizyki w lutym br.

Physical Review Letters t. 86, nr 8/2001