Ученые: тень атома видна в ультрафиолетовом свете

С того момента, когда появились первые оптические микроскопы в конце шестнадцатого века, человечеством было изобретено несколько новых методик, позволяющих наблюдать за микромиром. Так, во второй половине прошлого века и в начале текущего ученые разработали несколько методов, которые используют пучок электронов для того, чтобы просветить образец и получить, таким образом, изображение.

Лучшие современные электронные микроскопы, имеющие свойство к просвечиванию,  способны достичь разрешения в доли ангстрема. (эта величина равна 0,1 нанометру).

Группа ученых из универсиета Гриффита (город Брисбан), которую возглавил Дейвид Кильпински, изучала то, как взаимодействуют тяжелые ионы металлов с частицами света (фотонами).

Для данного опыта исследовательская группа охладила несколько атомов иттербия-174, который является тяжелым металлом, до температуры, приближенной к абсолютному нулю. Один из атомов был ими извлечен и помещен в специальную ловушку Пауля, являющуюся особой конфигурацией магнитных полей, которая способна удержать ион на месте.   

Физики облучали ион с помощью мягкого ультрафиолетового излучения. Они попытались сконцентрировать его световые частицы специальным оптическим прибором - так называемой фазовой линзой Френеля. Данная линза напоминает матрешку, состоящую из множества микропризм. Их положение и толщина подобраны таким образом, что позволяют усиливать и собирать световое излучение.

Согласно данным, которые исследователи публикуют в своей статье, удачно сконструированная линза им помогла в получении четкой тени атома на матрицу цифровой камеры. 

Изобретенная система позволяет сохранять стабильность на протяжении многих часов, что, в свою очередь, дает возможность для изучения захваченного атома практически без каких-либо ограничений по времени.

Физики утверждают, что полученные ими в ходе исследования фотографии "тени" атома обладают такой степенью контрастности, которая близка к максимально возможной, если смотреть с позиции оптической теории.

Ученые склонны полагать, что дальнейшее развитие данной технологии откроет массу новых возможностей. Оно позволит изучать множество клеточных процессов, среди которых и "раскручивание" хромосом для формирования новых молекул РНК и ДНК. Однако для того, чтобы технология получила свое развитие, нужно будет улучшать скорость работы светочувствительной матрицы, а также разрабатывать новые алгоритмы для обработки изображений, которые позволят извлекать максимум информации из изображения с минимальным контрастом.

Текст:

Л. Шторм