Vedci neverili vlastným očiam. Základný zákon fyziky prestal platiť, svetlo prelomilo limit o 100 000-krát
Svetlo je už viac než storočie základným nástrojom na skúmanie mikrosveta. Umožnilo vznik optických mikroskopov, ktoré odhalili bunky, baktérie aj štruktúry v nanometrovom meradle. Zároveň však fyzika vlnového charakteru svetla dlhodobo určovala neprekročiteľnú hranicu jeho rozlíšenia.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneTakzvaný difrakčný limit hovorí, že svetlo nemožno zaostriť na oblasť menšiu, než je jeho vlastná vlnová dĺžka. To znamená, že jednotlivé atómy zostávali pre optické metódy prakticky neviditeľné.
Tím fyzikov z University of Regensburg teraz túto hranicu posunul spôsobom, ktorý bol donedávna považovaný za nemožný, informuje najnovšia štúdia. Pomocou bežného kontinuálneho laseru a extrémne ostrého kovového hrotu sa im podarilo dosiahnuť optické rozlíšenie približne 0,1 nanometra, čo zodpovedá vzdialenosti medzi jednotlivými atómami v pevnej látke. Ide o zlepšenie rozlíšenia takmer o päť rádov v porovnaní s klasickou optickou mikroskopiou.
Prekonanie difrakčného limitu bez ultrakrátkych impulzov
Základ experimentu tvorí kovový hrot zúžený do takmer ihlovej špičky, ktorý je priblížený k povrchu skúmanej vzorky na vzdialenosť menšiu než veľkosť atómu. Do tejto oblasti výskumníci nasvietili kontinuálny stredne infračervený laser. Už samotné sústredenie elektromagnetického poľa do extrémne malého objemu na konci hrotu umožňuje prekonať klasické optické limity a dosiahnuť rozlíšenie v rozsahu niekoľkých nanometrov.
Zlom však nastal až v momente, keď sa hrot priblížil k povrchu ešte viac. Pri subatomárnych vzdialenostiach sa objavil prudký nárast optického signálu, ktorý vykazoval zmeny na úrovni angströmov. Tento efekt sa objavil napriek tomu, že systém nevyužíval silné ultrarýchle laserové impulzy, ale stabilné, nízkoenergetické žiarenie.
Kvantové tunelovanie ako zdroj svetla
Vysvetlenie javu sa nachádza v kvantovej mechanike. Aj keď sa hrot a povrch fyzicky nedotýkajú, elektróny dokážu tunelovať cez extrémne úzku medzeru medzi nimi. Elektrické pole laseru tieto elektróny periodicky rozkmitáva. Ich pohyb následne generuje veľmi slabé elektromagnetické žiarenie, ktoré je možné detegovať optickými metódami.
Kľúčové je, že intenzita tohto žiarenia priamo súvisí s kvantovým tunelovaním elektrónov, ktoré prebieha v priestore obmedzenom na atómové rozmery. Rozlíšenie už teda neurčuje vlnová dĺžka svetla, ale presnosť, s akou je možné kontrolovať a merať pohyb elektrónov v kvantovej medzere.

Nová kapitola optickej mikroskopie
Objav ukazuje, že optické techniky môžu preniknúť do mierok, ktoré boli doteraz doménou elektrónovej mikroskopie alebo skenovacích sond. Zároveň ide o metódu, ktorá je technologicky dostupnejšia než mnohé existujúce špičkové zobrazovacie systémy, keďže nevyžaduje femtosekundové lasery ani extrémne energetické zdroje.
Autori práce zdôrazňujú, že tento prístup môže zásadne ovplyvniť výskum katalyzátorov, polovodičových štruktúr, kvantových materiálov či molekulovej elektroniky. Ide totiž o oblasti, kde rozhodujú procesy prebiehajúce na úrovni jednotlivých atómov a ich elektronových stavov.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Vedci ukázali novú batériu, ktorá sa vie prispôsobiť starnutiu EV. Životnosť predĺžila o viac než 20 %

Nový akčný film práve dorazil online. Natáčal sa aj na Slovensku

Náhodné poškodenie notebooku ťa nemusí stáť stovky eur. Opravu vieš dostať aj zadarmo

Európania opäť kupujú tepelné čerpadlá. Krajiny našli jednoduchý trik, Slováci však majú smolu

Kvantové počítače zlomili kľúčový rekord. Nové spojenie zvládne vyše 1 000 previazaní za sekundu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Kúsky od nej majú Plačková, Gáborík aj Vinczeová: Za najdrahšie modely mladej dizajnérky zaplatíš 800 eur (ROZHOVOR)

Slovenské dôchodky zmrazili až do roku 2028. Slováci dostanú tieto sumy (PREHĽAD)

Vedci porovnali vegetariánov a mäsožravcov: Jedna skupina získala o 70 % viac svalov

Psychické problémy zasiahli 80 % Slovákov. Psychológ varuje pred častou chybou

Slovenský bar medzi svetovou elitou: Bratislavský podnik sa prebojoval do TOP 50 najlepších na svete (REBRÍČEK)
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Program na večer je jasný. Netflix práve pridal najväčší film októbra, prvé recenzie sú poriadne kruté
- Nemci posunuli tepelné čerpadlá na novú úroveň. Pri 160 °C môžu nahradiť fosílne palivá
- Nový akčný film práve dorazil online. Natáčal sa aj na Slovensku
- Počasie odhalilo achillovú pätu moderných domov. Ľudia riešia ťažkú dilemu
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Program na večer je jasný. Netflix práve pridal najväčší film októbra, prvé recenzie sú poriadne kruté
- Nemci posunuli tepelné čerpadlá na novú úroveň. Pri 160 °C môžu nahradiť fosílne palivá
- Útočné drony sa už neskryjú. Nová zbraň s 4D radarom ich sleduje na vyše 800 metrov aj v pohybe
-
- Černobyľ po 40 rokoch opäť prekvapil vedcov. Odhalili nečakanú vlastnosť rádioaktívneho paliva
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Európska jadrová veľmoc ukázala svoju novú zbraň s doletom 9500 km. Letí rýchlosťou až Mach 20
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Je to tu. Najväčší film roka 2026 práve dorazil online aj s dabingom
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Kúsky od nej majú Plačková, Gáborík aj Vinczeová: Za najdrahšie modely mladej dizajnérky zaplatíš 800 eur (ROZHOVOR)

Slovenské dôchodky zmrazili až do roku 2028. Slováci dostanú tieto sumy (PREHĽAD)

Vedci porovnali vegetariánov a mäsožravcov: Jedna skupina získala o 70 % viac svalov

Psychické problémy zasiahli 80 % Slovákov. Psychológ varuje pred častou chybou

