Ученые сфотографировали тень атома

Австралийские ученые из Университета Гриффитса в Брисбейне заявили в последнем номере журнала Nature Communications, что им удалось сфотографировать тень одного атома. Профессор Дэйв Кьелпински, главный автор статьи, заявляет, что это верхний предел того, на что способна оптическая микроскопия.

 
"Мы хотели понять, какое минимальное число атомов оставят тень от падающего на них света, - говорит он. – Мы доказали, что это число равно единице".

Поймать тень одного атома ученым позволило то обстоятельство, что Университет Гриффитса располагает микроскопом сверхвысокого разрешения, равного которому по этому параметру в мире нет.

Удержать атом на одном месте – задача не из простых. Но это не новая технология, ученые давно научились изолировать атом в камере и удерживать его в нужном месте с помощью электрических полей.

Команда Кьелпински так и поступила. Они поймали в электрическую ловушку ион иттербия и направили на него лазерный луч определенной частоты. В подборе и удержании этой частоты и заключалась главная сложность эксперимента. По словам Кьелпински, стоило ей сбиться всего на одну миллиардную долю, эффект пропадал.

Свет, прошедший через ион иттербия, был частично поглощен им, и фотодетектор это поглощение уловил.


Ученые считают, что это не просто очередной физический рекорд, а рождение технологии, которая сможет найти множество применений. Густота тени атома говорит о многом. По словам одного из членов команды Кьелпински, доктора Эрика Стрида, это и новый особенный инструмент для исследований в атомной физике, кроме того, он может оказаться очень полезным в квантовых компьютерах и, к тому же, существенно расширяет возможности биомикроскопии. Например, такие биологические образцы, как ДНК, нельзя просвечивать ультрафиолетом или рентгеном без риска повредить материал.