სამყაროში ყველა ნორმალური მატერია უმცირესი საშენი მასალებისგან შედგება, რომლებიც იმდენად პატარებია, რომ შეუიარაღებელი თვალით დანახვა შეუძლებელია.
თუმცა, ჩვენ, ადამიანები, სულაც არ ვაპირებთ ჩვენი თვალის ფიზიკურ შეზღუდულობას უფლება მივცეთ, რომ ვერ დავინახოთ ის, რისი დანახვაც გვწადია.
ფოტო, რომელსაც ხედავთ, 2021 წელს გადაიღო ფიზიკოსთა ჯგუფმა კორნელის უნივერსიტეტის ფიზიკოსის, ჟენ ჩენის ხელმძღვანელობით. წერტილები წარმოადგენს ატომებს ქიმიურ ნაერთ პრაზეოდიმის ორთოსკანდატში (PrScO3), თანაც 100-მილიონჯერ გადიდებულს.
ერთადერთი მიზეზი, რის გამოც ფოტო კიდეებში ოდნავ ბუნდოვანია, ის კი არაა, რომ რეზოლუციაა ცუდი, არამედ ის, რომ ატომები ხტუნაობას არ წყვეტენ, რაც მცირე თერმულ მოძრაობით დაბინდვას იწვევს.
არ აქვს მნიშვნელობა, რამდენად დაიხვეწება ტექნოლოგიები — ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ეს რეკორდული რეზოლუცია ოდესმე სხვამ დაჯაბნოს. იმიტომ, რომ არსებობს ზღვარი, თუ რამხელა რეზოლუციას შეგვიძლია მივაღწიოთ ასეთ ატომურ მასშტაბებზე.
„ეს მხოლოდ ახალი რეკორდის დამყარება როდია. მივაღწიეთ რეჟიმს, რომელიც რეალურად რეზოლუციის საბოლოო ზღვარი იქნება. ახლა, ძალიან მარტივი გზით, არსებითად შეგვიძლია განვასაზღვროთ, სად არიან ატომები. ეს კი გაზომვათა სრულიად ახალ შესაძლებლობებს გვიხსნის ისეთ საგნებში, რომელთა ასე გაზომვაც ძალიან დიდხანს გვსურდა“, — ამბობს კორნელის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი დევიდ მიულერი.
ეს მიღწევა ატომის ვიზუალიზაციის ტექნოლოგიის მწვერვალია — მეთოდის, რომელსაც პტიქოგრაფიას უწოდებენ.
სინამდვილეში, პტიქოგრაფია პირდაპირი ვიზუალიზაციის მეთოდი კი არ არის, არამედ ინტერფერომეტრიის ერთ-ერთი სახეა. ეს გახლავთ გამოსახულების გენერაცია ინტერფერენციის მახასიათებლებისგან. პრაზეოდიმის ორთოსკანდატის ნიმუშში ელექტრონები ისროლეს. როდესაც ეს ელექტრონები მასალის ატომებს ეჯახებიან, ისხლიტებიან.
ჭავლის მოძრაობისას, ამ ელექტრონთა ასხლეტის ან მიმოფანტვის მახასიათებელთა გაზომვით, ვიზუალიზაციის სისტემას შეუძლია შექმნას სურათი, თუ რისგან ისხლიტებიან ელექტრონები.
ვინაიდან პრაზეოდიმის ორთოსკანდატი ნაერთია, ფოტოზე სამი სხვადასხვა სახის ატომებს ხედავთ. შეტყუპებული კაშკაშა ლაქების წყვილები პრაზეოდიმია. ეული ლაქები სკანდიუმია. მკრთალი წითელი ლაქები კი ჟანგბადი. ყველა ეს ატომი ერთობლივად წარმოქმნის სუფთა, სრულყოფილ კრისტალს, რომელიც ჩენმა და მისმა კოლეგებმა გადაიღეს.
ატომურ ვიზუალიზაციაში ასეთ გარღვევას გავლენა და გამოყენებები აქვს ფიზიკასა და ინჟინერიაში — გვთავაზობს გადიდების შესაძლებლობას, რათა ატომური სტრუქტურები მაღალი რეზოლუციითა და სამ განზომილებაში შევისწავლოთ. ამის გამოყენება შეგვიძლია ყველაფერში, მასალებიც მეცნიერებით დაწყებული, კვანტური კომუნიკაციებით დამთავრებული.
კვლევა ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.cornell.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
