Atomai yra labai maži – jūs tai žinote. Egzistuoja mikroskopų, kurie leidžia juos pamatyti, tačiau įprastai išvysti atomą plika akimi yra neįmanoma. Visgi, šioje nuotraukoje, kuri laimėjo Inžinerijos ir fizikos tyrimų tarybos (EPSRC) mokslinės fotografijos konkursą, užfiksuota būtent tai – nuotraukos viduryje plika akimi galite pamatyti vieną atomą.
Tam nereikėjo mikroskopo ar ypatingos kameros – tai kaip atomas buvo nufotografuotas? Atomai yra tokie maži, kad jiems pastebėti ir užfiksuoti yra reikalinga įmantri laboratorinė technika. Jūsų mėgėjiškas mikroskopas, kuriuo dažniausiai apžiūrinėjate augalų ląsteles, atomo pamatyti negali. Įprastai laboratorijos naudoja skenuojančius tunelinius mikroskopus, tačiau šįkart ir šios įrangos neprireikė. Šioje nuotraukoje matote vieną stroncio atomą.
D. Nadlingerio nuotr. / Pačiame šios nuotraukos centre – lygiai vienas stroncio atomas
Tiesa, reikia gerai įsižiūrėti – jis plūduriuoja pačiame nuotraukos centre ir atrodo kaip melsvas taškelis. Nors atomas tikrai yra matomas, jį pastebėti nelengva, o pati nuotrauka nėra tinkama kokiems nors tyrimams. Visgi, net ir tokios kokybės nuotraukai prireikė labai daug mąstymo.
Įrenginys, kurį matote aplink atomą, kuria stiprų elektrinį lauką, kuris išlaiko stroncio atomą vienoje vietoje. Stroncis, beje, pasirinktas neatsitiktinai. Šio metalo atomas yra santykinai didelis – jį sudaro 38 protonai. Tačiau paties atomo dydis vis tiek tėra vos kelios milijonosios milimetro dalys. Visas šis įrenginys su stroncio atomu yra vakuuminėje kameroje, per kurios stiklą ši nuotrauka ir buvo padaryta.
Savaime aišku, kad nufotografuoti tokį beprotiškai mažą daiktą yra neįtikėtinai sunku, todėl reikėjo pasitelkti keletą gudrybių. Visų pirma, atomas buvo apšviestas didelio galingumo lazeriu – jo violetinė šviesa matoma ir nuotraukoje. Lazeris suteikia elektronams energijos. Kartais šios energijos pakanka, kad elektronai išskirtų šviesą.
Visgi, tie trumpi žybsniai vis tiek yra labai maži, todėl nuotrauka yra daryta su dideliu išlaikymu. Bet ar būtų įmanoma šią menką švieselę pamatyti plika akimi? Deja, ne. Ši nuotrauka, užfiksuota Davido Nadlingero, yra arčiausiai kiek įmanoma prieiti prie atomo pamatymo be mikroskopo. Net ir pasitelkus lazerį, to mažyčio stroncio atomo nepamatytumėte ir dabar. Jį pastebėjo tik kamera, sukūrusi šią nuotrauką, kuri ir laimėjo garsų mokslinės fotografijos konkursą.
