Сделать стартовой  |  Добавить в избранное  |  RSS 2.0  |  Информация авторамВерсия для смартфонов
           Telegram канал ОКО ПЛАНЕТЫ                Регистрация  |  Технические вопросы  |  Помощь  |  Статистика  |  Обратная связь
ОКО ПЛАНЕТЫ
Поиск по сайту:
Авиабилеты и отели
Регистрация на сайте
Авторизация

 
 
 
 
  Напомнить пароль?



Клеточные концентраты растений от производителя по лучшей цене


Навигация

Реклама

Важные темы


Анализ системной информации

» » » Предел оптической микроскопии

Предел оптической микроскопии


12-07-2012, 13:17 | Наука и техника / Новость дня | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (5) | просмотров: (3 328)

Предел оптической микроскопии

 

Предел оптической микроскопии: впервые сфотографирована тень одного атома

Тень от одного атома

Тень от одного атома

 

 

 

ТЕКСТ:

 

ФОТО: Griffith University

Впервые сфотографирована тень от одного атома. Предела оптической микроскопии удалось достичь группе австралийских исследователей из Центра квантовой динамики при Университете Гриффита в Брисбене.

 

Само по себе то обстоятельство, что атом хотя бы в принципе способен отбрасывать тень, физическим откровением не является. Направьте на него свет определенной частоты – и он поглотит часть фотонов, оставив таким образом на экране позади себя темный кружочек тени. По словам Дэвида Келпински, соавтора статьи, ученых главным образом интересовало минимальное количество атомов, необходимое для того, чтобы они отбросили различимую тень.

 

В результате оказалось, что достаточно и одного. Соответствующая статья опубликована в журнале Nature Communications

Успех исследования, на которое ушло пять лет непрерывной работы, был отчасти обусловлен тем, что Университет Гриффита располагает оптическим микроскопом, который по прецизионности, как утверждается, не имеет себе равных в мире.

 

 


Схема эксперимента по получению изображения тени одиночного атома

 

 

С каким-нибудь кислородом или литием такой фокус сегодня вряд ли пройдет: у них слишком мало электронов, способных поглощать фотоны, – здесь необходим был тяжелый элемент. Поэтому для создания атомной тени физики воспользовались ионом иттербия(174Yb+). Для того чтобы он не дергался в момент фотографирования, его поместили в камеру со сверхвысоким вакуумом, охладили до температуры в несколько милликельвинов и, поймав его в электрическую ловушку, прочно усадили на нужное место. Затем сквозь этот ион был направлен на цифровой фотодетектор пучок света определенной частоты, и фотодетектор зарегистрировал наличие темного пятна.

 


Схема эксперимента по получению изображения тени одиночного атома

 

 

Это первое в мире абсорбционное изображение одного-единственного атома и первое в мире изображение его тени.

Конечно, все было далеко не так просто: и оптика была посложней, и с частотой света пришлось повозиться, потому что стоило ей сбиться на миллиардную долю, и тень пропадала. Непростой была и настройка. Используя элементарные законы квантовой механики, ученые могли точно предсказать, насколько темной в идеале должна быть тень и какой у нее размер.

 

«Концептуально это предельно простая ситуация, – говорит Келпински. – Но в реальном мире все сложнее, и, сравнивая то, что получилось, с тем, что должно быть, мы имели возможность оценивать и затем убирать эффекты,«осветляющие» тень».

Ученые утверждают, что ими достигнут предел того, на что способна оптическая микроскопия.

Хотя это несомненное достижение на первый взгляд может показаться всего лишь очень профессиональной работой по калибровке очень хорошего микроскопа, оно таки действительно прорывное и имеет массу потенциальных применений. В первую очередь это касается формирования изображений таких биологических объектов, как ДНК или живая клетка: существующие методы с использованием ультрафиолета или рентгена неизбежно портят образцы, и фактически исследователи способны увидеть с их помощью уже убитые ткани, теряя таким образом массу необходимой информации.

Правда, ученые предупреждают, что переход от чисто физического эксперимента к биомикроскопии потребует проведения междисциплинарных исследований и может затянуться на годы.

 

Технология, разработанная группой из Брисбена, по словам ученых, также может дать атомной физике новый уникальный инструмент для исследований и, возможно, оказаться полезной в квантовых компьютерах будущего.



Источник: gazeta.ru.

Рейтинг публикации:

Нравится0



Комментарии (5) | Распечатать

Добавить новость в:


 

 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

  1. » #5 написал: gogy256 (18 декабря 2013 23:42)
    Статус: |



    Группа: Гости
    публикаций 0
    комментариев 0
    Рейтинг поста:
    0
    его размеры порядка длины волны видимого света

    Несмотря на то, что у иттербия довольно "крупный" атом (связано с большой атомной массой), он имеет диаметр чуть менее 0.4 нм (1 нм это 1/1000 мкм, для сравнения диаметр волоса 40-70 мкм), (а ядро атома ещё на 5 порядков меньше, т.е. в 100 000 раз!), а длина волны зеленого цвета около 540 нм, что на 3 порядка больше размера атома иттербия.
    Самого атома в такой картине увидеть невозможно

    Атом вообще нельзя изобразить на "картине", т.к. он не имеет формы в обычном ее понимании. Есть радиус рассеяния, а так как это радиус, то он как бы и определяет "сферическую форму" внешних электронных оболочек. Причем радиус этот зависит от энергии пробных частиц, в данном случае фотонов. А вообще любой атом это практически пустота - возьмите радиусы электронов, протонов и нейтронов, сложите в "кучку" нужное число для атома иттербия и сравните с радиусом атома. Уверен, Вы будете удивлены... А ведь размеры протонов, нейтронов и электронов тоже суть радиусы рассеяния, кварки на порядки меньше...
    в расходящемся пучке света тень имеет гораздо большие размеры, чем сам атом

    Дело не в расходящемся пучке, а в специальной обработке интерференционной картины, полученной с помощью когерентного источника.
    И вот отсюда уже можно объяснить:
    А почему тень сфотографировали, а сам атом нет?

    Здесь, наверное, имеется в виду "натуралистическое фото со вспышкой", как там эти шарики атомов выглядят, и какого они цвета?
    К сожалению, как я сказал выше, обычные представления о микромире весьма далеки от реальности.
    Если очень постараться, то можно построить "картинку" на основе отраженных от одного атома фотонах, но, увы, ничего нового Вы там не увидите.
    "Так зачем платить больше?"

       
     


  2. » #4 написал: gopman (12 июля 2012 17:48)
    Статус: |



    Группа: Гости
    публикаций 0
    комментариев 0
    Рейтинг поста:
    0
    Цитата: Karavaikin
    Атомы лития,к примеру

    Не путайте народ! Это фото атомов лития сделано не на оптическом микроскопе. Это изображение с электронного микроскопа. А это нечто иное!
    Насчет Хаабла тоже не стоило бы шум поднимать. Не о нем речь.

       
     


  3. » #3 написал: Karavaikin (12 июля 2012 17:23)
    Статус: Пользователь offline |



    Группа: Посетители
    публикаций 0
    комментариев 640
    Рейтинг поста:
    0
    Атомы лития,к примеру

    А все возможные построения атомной решетки есть во вселенной,в библиотеке Хабла..
    Цитата: gopman
    И вместо изображения атома получается интерференционная картинка


    Интересно,Чубайс уже соткал плащ невидимки?


    --------------------
    -Сколько измерений в нашем мире?
    -Два.Знание и незнание.Видимость и невидимость.

       
     


  4. » #2 написал: gopman (12 июля 2012 17:07)
    Статус: |



    Группа: Гости
    публикаций 0
    комментариев 0
    Рейтинг поста:
    0
    Цитата: kadyrbek
    А почему тень сфотографировали, а сам атом нет? Ведь если видна тень, то логично предположить что должен быть виден и сам объект ее отбрасывающий?

    Дело в том, что сам атом методами оптической микроскопии сфотографировать просто невозможно, поскольку его размеры порядка длины волны видимого света. А при таких соотношениях длин в дело вступает интерференция волн, отражженных от разных точек атома и плюс дифракция света на атоме. И вместо изображения атома получается интерференционная картинка - чередование черных и светлых полос. Самого атома в такой картине увидеть невозможно. Потому предел и называется дифракционным пределом. А вот тень атома сфотографировать много проще, поскольку в расходящемся пучке света тень имеет гораздо большие размеры, чем сам атом. Эту картинку Вы и сами наверняка видели, если обращали внимание на свою тень, например, в свете фонаря уличного освещения.

       
     


  5. » #1 написал: kadyrbek (12 июля 2012 16:20)
    Статус: |



    Группа: Гости
    публикаций 0
    комментариев 0
    Рейтинг поста:
    0
    А почему тень сфотографировали, а сам атом нет? Ведь если видна тень, то логично предположить что должен быть виден и сам объект ее отбрасывающий?
    Объясните пожалуйста, товарищи физики smile

       
     






» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
 


Новости по дням
«    Март 2024    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Погода
Яндекс.Погода


Реклама

Опрос
Ваше мнение: Покуда территориально нужно денацифицировать Украину?




Реклама

Облако тегов
Акция: Пропаганда России, Америка настоящая, Арктика и Антарктика, Блокчейн и криптовалюты, Воспитание, Высшие ценности страны, Геополитика, Импортозамещение, ИнфоФронт, Кипр и кризис Европы, Кризис Белоруссии, Кризис Британии Brexit, Кризис Европы, Кризис США, Кризис Турции, Кризис Украины, Любимая Россия, НАТО, Навальный, Новости Украины, Оружие России, Остров Крым, Правильные ленты, Россия, Сделано в России, Ситуация в Сирии, Ситуация вокруг Ирана, Скажем НЕТ Ура-пЭтриотам, Скажем НЕТ хомячей рЭволюции, Служение России, Солнце, Трагедия Фукусимы Япония, Хроника эпидемии, видео, коронавирус, новости, политика, спецоперация, сша, украина

Показать все теги
Реклама

Популярные
статьи



Реклама одной строкой

    Главная страница  |  Регистрация  |  Сотрудничество  |  Статистика  |  Обратная связь  |  Реклама  |  Помощь порталу
    ©2003-2020 ОКО ПЛАНЕТЫ

    Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам.
    Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+


    Map