Pemenang Pertandingan Photo Sains Menangkap Atom Atom

Pada akhir sekolah menengah, kebanyakan kita mempunyai idea tentang atom apa. Mereka adalah bentuk paling asas unsur-unsur pada jadual berkala. Mereka sfera kecil yang secara teorinya membentuk segalanya di alam semesta, dari sel-sel di dalam badan kita ke udara yang kita nafas. Mereka boleh berpecah untuk mencipta bom atom. Kadang-kadang mereka ditarik seperti sistem solar proton bulat dan elektron-elektron yang mengorbit, walaupun sudah tentu ia tidak benar-benar kelihatan. Seperti banyak konsep dalam sains, perkara yang rumit tentang atom ialah kita tidak boleh lihat mereka.

Tetapi foto yang memenangi pertandingan fotografi sains yang berprestij U.K dianjurkan oleh Majlis Penyelidikan Kejuruteraan dan Sains Fizikal negara (EPSRC) telah mengubahnya. Foto fisika yang diambil oleh fizik kuantum Universiti Oxford, David Nadlinger, Ph.D., bertajuk 'Single Atom dalam Ion Trap. "Judulnya adalah penjelasan diri: Nadlinger secara harfiah menangkap foto atom tunggal dalam peranti yang disebut perangkap ion. Para saintis yang paling dekat telah melakukan ini adalah ketika penyelidik Griffith University memotret bayangan daripada atom pada tahun 2012.

Tetapi di sini atom Nadlinger, dalam semua kemuliaannya yang minuscule. Anda mungkin perlu juling.

Zooming ke dalam ruang antara perangkap menunjukkan pandangan yang lebih baik daripada atom, yang Nadlinger diterangkan dengan rujukan kepada kata-kata abadi Carl Sagan tentang planet kita.

"Ide untuk dapat melihat satu atom dengan mata kasar telah menyerang saya sebagai jambatan yang mengagumkan dan mendatar di antara dunia kuantum yang miniscule dan realiti makroskopik kita," kata Nadlinger dalam satu kenyataan EPSRC. "Pengiraan back-of-the-sampul menunjukkan bilangan yang ada di sisiku, dan ketika saya berangkat ke makmal dengan kamera dan tripod satu petang Ahad yang tenang, saya diberi ganjaran dengan gambar khusus ini titik biru kecil yang pucat."

Perangkap ion adalah keluarga peranti yang menggunakan medan magnet dan elektrik untuk menangkap zarah yang dikenakan individu (ion adalah atom yang tidak mempunyai bilangan elektron yang stabil), yang berguna kepada fizik kuantum yang mempelajari masa dan pengkomputeran kuantum. Untuk mengelakkan atom dari zum keluar, perangkap menggunakan ruang vakum ultra tinggi. Nadlinger mengambil gambar ini dengan menunjuk kameranya melalui tingkap ruang ini, menangkap atom yang terperangkap dalam ruang 2 milimeter antara dua jarum.

Atom dalam foto ini adalah ion positif yang dikenakan pada strontium; apabila cukup banyak rangkaian ion ini, mereka membentuk apa yang kita ketahui sebagai strontium logam keperakan. Tetapi kerana kita hanya dapat melihat perkara-perkara yang mencerminkan cahaya, Nadlinger menerangi atom dengan laser biru-ungu tertentu, yang menyebabkan atom menyerap dan memancarkan cahaya yang cukup untuk gambar pendedahan yang panjang untuk ditangkap.

Gambar Nadlinger mungkin tidak memudahkan pelajar sains untuk memahami struktur kuantum atom, yang memerlukan memecahkannya ke bahagian yang lebih kecil, tidak mungkin untuk gambar. Tetapi sekurang-kurangnya ia memberikan otak kita yang berjuang dengan sesuatu yang ketara untuk bekerja dengan.