Українські вчені здійснили прорив у науці

© Кобзар

Перші детальні світлини атомів

Не дивлячись на те, що науковцями вже багато років досліджувалися атоми, вони лише зараз готові до створення першого макро-портрета.

14 серпня 2009 року

Майк Люцибелла та Лорен Шенкман

Inside Science News Service

WASHINGTON – Вперше фізики сфотографували структуру атома в притул до їх електронів.

Зображення, котре незабаром буде опубліковане у журналі Physical Review B, показує детальну картину електронної хмари одного атома карбону, отриману дослідниками з Харківського інституту фізики та технологій у Харкові, Україна.

Це перший раз, коли науковці спромоглися безпосередньо роздивитися внутрішню структуру атомів. На початку 1980-х роки вчені змогли намітити лише математичну структуру атомів, використовуючи техніку відтворення зображень.

Квантова механіка стверджує, що електрон не існує в якості окремого елементу атома, а кружляє навколо ядра в так звані електронній хмарі.

Сфери м’якого кольору та розкол хмар, які видно на зображенні, показують дві траєкторії руху електронів по їх орбіталях по атомах карбону. Підтверджену тепер ілюстрацію структури можна побачити в тисячах книг з хімії, бо вони відповідають створений квантово-механічним прогнозам.

Девід Голдхебер-Гордон, професор Стенфордського Університету в Каліфорнії, назвав це дослідження визначним.

«Однією переваг [цієї техніки] є те, що вона є вісцеральною, - сказав він. – Ми, як люди, звикли дивитися на зображення у реальному просторі, як фотографії, більш легко і швидко, особливо це стосується тих людей, котрі мають менш обізнані у фізиці».

Для отримання цієї фотографії дослідники використали мікроскоп польової емісії електронів, або FEEM (field-emission electron microscope).

Вони помістили щільний ланцюжок атомів карбону, довжиною всього в десять атомів, у вакуумну камеру, і пропустили через нього струм напругою 425 вольт. Атом на кінчику ланцюга випромінював електрони на оточуючий люмінофорний екран, на якому відображалася картина електронної хмари навколо ядра.

Мікроскопи польової емісії електронів з 1930 року використовувалися науковцями дуже рідко. До тепер FEEMи були здатні виявити лише розташування атомів у зразку.

Частковий переклад виконав Максим Бадлак