Vedcom sa vôbec po prvý raz podarilo vyobraziť jeden samostatný atóm, v čom im prekvapivo pomohlo röntgenové žiarenie. Ako informuje portál ScienceAlert, tento dôležitý míľnik vedy má obrovský význam nielen pre chémiu vo väčšej miere, ale tiež pre chápanie atómov ako takých, vrátane ich konštrukcie.

Chápanie základov

Jedinečný úspech dosiahol medzinárodný tím vedcov, ktorý využil röntgenové žiarenie na vyobrazenie vlastností jedného jediného atómu, základnej stavebnej jednotky materiálov, ktorá je však ďalej deliteľná na častice nesúce náboj, neutróny a napokon ďalšie elementárne častice.

Práve röntgenové žiarenie je vhodné pri sondovaní stavu atómu, keďže má vlnovú dĺžku porovnateľnú s veľkosťou týchto častíc. Existuje však množstvo rôznych metód, ktoré takéto použitie zabezpečujú a jednou z nich je aj takzvaný synchrotrón, teda špeciálny urýchľovač častíc.

Saw-Wai Hla

Medzinárodný tím vedcov však túto metódu skombinoval so skenovou-tunelovou mikroskopiou, ktorá sa používa pri zobrazovaní objektov v atómovej mierke. Takáto sonda interaguje s elektrónmi skúmaného objektu vďaka kvantovému tunelovaniu, ktoré v tomto prípade umožňuje meranie stavu atómu, vysvetľuje EurekAlert.

Detailné snímky

V roku 2021 sa vedcom podarilo vytvoriť snímku viacerých atómov, ktorá bola dovtedy najdetailnejšia. Cez špeciálny kryštál dokázali snímku zväčšiť až 100-miliónovkrát a odborníci tvrdia, že snímky sa blížia k fyzickým limitom, čo znamená, že na ich vylepšenie sa dá už urobiť len veľmi málo. Do úvahy prichádzajú možnosti ako využitie ťažších a menej kmitajúcich atómov, prípadne schladenie vzorky na takmer absolútnu nulu.

Cornell University

Menšie a presnejšie

Tím túto metódu v minulosti odskúšal na molekula a výsledky ich dohnali až k jej aplikácii na atóm železa, pričom aj v tomto prípade zariadenie namierili na molekulárnu štruktúru, ktorá obsahovala nielen samotné železo, ale tiež rubídium, terbium, kyslík a ďalšie látky.

Ajayi et al.

Vedci ostali šokovaní, keď bolo možné detegovať röntgenové žiarenie atómu železa len v prípade, že sa nachádzala špička zariadenia priamo nad ním a navyše v tesnej blízkosti. Podľa expertov to dokazuje prítomnosť kvantového tunelovania a nielen že táto metóda pomôže v chémii, ale dokonca aj pri výskume naďalej záhadnej kvantovej mechaniky.

Medzinárodný tím bližšie opisuje zvolený postup a dosiahnuté výsledky v štúdii, ktorú zverejnili prostredníctvom žurnálu Nature. Dodávajú, že bolo röntgenové žiarenie objavené ešte v roku 1895 a odvtedy našlo veľké množstvo oblastí, v ktorých sa uplatnilo a to nielen v medicíne, ale tiež v astronómii a materiálovom inžinierstve.