Doktorand koji je uspeo da uslika samo jedan atom

U nastavku sledi nagrađena fotografija urađena uz izuzetno dugu ekspoziciju. Na njoj je zabeležen jedan jedini pozitivno naelektrisani atom uhvaćen u jonsku zamku, poznatu i kao „Peningova klopka“. To je elektromagnetni uređaj koji može da primi mali broj jona ili naelektrisanih atoma i elektrona na duži vremenski period, čime se omogućava proučavanje njihovih svojstava. Jonska zamka je mala kutija sa nekoliko elektroda, na koje je doveden naizmenični i jednosmerni napon. Jon, koji uđe u zamku, oscilira u zamci kompleksnim putanjama, koje se kontrolišu elektrodama s jednosmernim naponom. Ova metoda je brza i ima nisko razlučivanje.

Fotos prikazuje jedan pozitivno naelektrisani atom stroncijuma, koji se drži u blizini nepomičnih električnih polja.

Ponekad, sve što je potrebno za snimanje odlične fotografije je DSLR kamera, mikroskopski atom i – zanimljiv kandidat za doktorat.

Dejvid Nedlinger (David Nadlinger), koji je kamerom „hvatao“ atome za svoje kvantno istraživanje na Univerzitetu u Oksfordu, napravio je ovu sliku 7. avgusta  korišćenjem standardne DSLR kamere. Na slici je prikazan „ubod iglom“ pozitivno nabijenog stroncijumovog atoma osvetljenog plavo-ljubičastim svetlom na crnoj podlozi. Atom se drži skoro nepokretnim zahvaljujući električnom polju kojeg emituju dve metalne elektrode postavljene sa obe strane atoma. Rastojanje između malih igličastih vrhova jonske zamke je manja od 0.08 inča (2.032mm).

Fotografija pod nazivom “Jedinstveni Atom u Jonskoj zamci” osvojila je nagradu za naučnu fotografiju koju je objavio Britanski istraživački savet za inženjerstvo i fiziku.

“Ideja da se golim okom može videti samo jedan atom pogodio me je kao grom, iz samog stomaka: čudesno direktan visceralni most između majušnog kvantnog sveta i naše makroskopske realnosti”, rekao je Nedlinger EPSRC-u u saopštenju za javnost. “Moji odlasci u laboratoriju nedeljom popodne, sa kamerom i stalkom, isplatili su se. Nagrada je došla u obliku posebne slike jedne male, bledo plave tačke.”

Nedlinger je snimio fotografiju posmatrajući atom kroz okno ultra-visokovakuumske komore jonske zamke. Takođe je koristio objektiv od 50 mm kao i produžetke za objektiv, kao i dva seta bliceva ​​opremljenih kolor-gelovima. Produžne cevi se uglavnom koriste za snimanje krupnih planova na velikoj blizini i sa izvanredno velikim uvećanjem (tzv close-up).

Atomi su beskonačno malih dimenzija, prečnika samo jednog sićušnog delića milimetra.  Sa 38 protona (atomski broj stroncijuma je zato 38), i prečnika 215 milijarditih delova milimetra, atomi ovog prilično retkog elementa su relativno veliki u poređenju sa ostalima. Ipak, jedini razlog zbog kojeg vidimo atom na fotografiji je to što apsorbuje i ponovo emituje lasersko svetlo brzinom koja se može snimiti jedino dugom ekspozicijom kamere. Dakle, slika je zapravo nastala zahvaljujući laserskom svetlu koje je “naletelo” na atom, i kao njegov refleks se ponovo emituje i biva vidljiv; dakle svetlost potiče od lasera, a ne od samog atoma. Bez efekta dugotrajne ekspozicije, atom ne bi bio vidljiv golim okom (vezani link: “Božja čestica”).

Nedlingerova fotografija nije jedina koja je osvojila nagradu na ovom takmičenju: Ostale nagrađene fotografije obuhvatale su ekstremne krupne planove kuhinjskog slivnika sa mehurovima sapunice, mikro-mehur unutar leka, i leptirovo krilo. Na izložbi je prikazan i portret volontera koji testira slušalice koje mere aktivnost mozga.

Elaina Zachos

National Geographic

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.