Πόσο τα σπάει η τεχνολογία; Πλέον έχουμε τα μέσα για να παρατηρήσουμε κάτι τόσο μικρό όσο τα άτομα, τα οποία φυσικά δε φαίνονται με γυμνό μάτι, ούτε με απλά ηλεκτρονικά μικροσκόπια. Κι όμως, πλέον μπορούμε να τα δούμε σε υψηλή ανάλυση.
Ο άνθρωπος, στην φυσιολογική και υγιή συμπεριφορά του, θέλει να μαθαίνει τα πάντα και μερικοί φυσικοί περιορισμοί δε θα τον σταματήσουν από το να δει τα πράγματα που θέλει να δει, σωστά;
Για αυτό έχουμε μια εικόνα, που τραβήχτηκε το 2021 από μια ομάδα υπό την ηγεσία του φυσικού Zhen Chen, πρώην καθηγητή του Πανεπιστημίου Cornell και πλέον στην Κινέζικη Ακαδημία Επιστημών. Αυτές οι κουκκίδες στην εικόνα, είναι τα άτομα στο κρυσταλλικό πλέγμα ενός τεμαχίου ορθοσκανδάτου πρασεοδυμίου (PrScO3), σε μεγέθυνση 100 εκατομμυρίων.
Ο λόγος για τον οποίο η εικόνα φαίνεται κάπως θολή στις άκρες των ατόμων, δεν είναι η κακή ανάλυση της φωτογραφίας, αλλά το γεγονός πως τα άτομα δεν σταματάνε να κουνιούνται με πολύ υψηλές ταχύτητες. Όσοι γνωρίζουν από βασικές αρχές φωτογραφίας, καταλαβαίνουν τι εννοούμε.
Άσχετα με το πόσο καλή γίνεται η τεχνολογία, αυτή η ανάλυση που βλέπουμε στην εικόνα είναι ρεκόρ που δύσκολα θα νικηθεί. Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχει ένα όριο στο πόση ανάλυση μπορούμε να επιτύχουμε σε αυτές τις ατομικές κλίμακες, και λίγο πολύ μέχρι εκεί μπορεί να φτάσει.
«Αυτό δεν θέτει απλώς ένα νέο ρεκόρ», είπε ο φυσικός Ντέιβιντ Μύλλερ από το Πανεπιστήμιο Κορνέλ, όταν τα αποτελέσματα της ομάδας του δημοσιεύτηκαν στο Science.
«Έχει φτάσει σε ένα καθεστώς που ουσιαστικά θα είναι το απόλυτο όριο για την ανάλυση. Βασικά μπορούμε τώρα να καταλάβουμε πού βρίσκονται τα άτομα με έναν πολύ εύκολο τρόπο. Αυτό ανοίγει πολλές νέες δυνατότητες μέτρησης για πράγματα που θέλαμε να κάνουμε εδώ και πολύ καιρό».
Αυτό είναι το απόλυτο τεχνολογικό επιτευγμα, μέσω μιας τεχνολογίας ατομικής απεικόνισης που ονομάζεται πτυχογραφία. Εμείς θα λέγαμε πως είανι η απόλυτη macro λήψη!
Η Πτυχογραφία δεν είναι στην πραγματικότητα μια τεχνική άμεσης απεικόνισης, αλλά ένα είδος συμβολομετρίας . Αυτή είναι η δημιουργία μιας εικόνας από μοτίβα παρεμβολών. Ηλεκτρόνια εκτοξεύτηκαν σε ένα δείγμα ορθοσκανδατικού πρασεοδυμίου. όταν αυτά τα ηλεκτρόνια χτύπησαν τα άτομα του υλικού, αναπήδησαν.
Μετρώντας τα μοτίβα αναπήδησης ή τη σκέδαση αυτών των ηλεκτρονίων καθώς η δέσμη μετακινείται, το σύστημα απεικόνισης μπορεί να δημιουργήσει μια εικόνα του πως αναπηδούν τα ηλεκτρόνια.
Επειδή το ορθοσκανδικό πρασεοδύμιο είναι μια ένωση, αυτό που βλέπετε εδώ είναι τρία διαφορετικά είδη ατόμων. Τα ζεύγη φωτεινών κουκίδων που ενώνονται μεταξύ τους είναι πρασεοδύμιο. Οι μεμονωμένες φωτεινές σταγόνες είναι σκάνδιο. Και οι αχνές κόκκινες σταγόνες είναι οξυγόνο. Όλα αυτά τα άτομα συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν τον καθαρό, τέλειο κρύσταλλο που απεικονίζεται από τον Chen και τους συναδέλφους του.
Η ανακάλυψη στην ατομική απεικόνιση έχει επιπτώσεις και εφαρμογές στη φυσική και τη μηχανική, δίνοντάς μας τη θαυμάσια ικανότητα να μελετάμε ατομικές δομές σε υψηλή ανάλυση και τρεις διαστάσεις. Μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για τα πάντα, από την επιστήμη των υλικών μέχρι τις κβαντικές επικοινωνίες.
Νέο τεστ αίματος ανιχνεύει θανατηφόρους καρκίνους σε μόλις μία ώρα
«Θέλουμε να το εφαρμόσουμε αυτό σε ό,τι κάνουμε», είπε ο Muller . “Μέχρι τώρα, όλοι φορούσαμε πολύ άσχημα γυαλιά. Και τώρα έχουμε πραγματικά ένα πολύ καλό ζευγάρι. Γιατί δεν θέλετε να βγάζετε τα παλιά γυαλιά, να φοράτε τα καινούργια και να τα χρησιμοποιείτε συνέχεια;»
Απίστευτο το τι μπορεί να επιτύχει η τεχνολογία και πόσο μπορεί να συμβάλει στην επιστήμη και την πρόοδο, έτσι; Αυτό είναι η τεχνολογία στα καλύτερά της! Φυσικά, αυτός είναι και ένας από τους βασικούς λόγους που ενσωματώσαμε την κατηγορία της επιστήμης στην σελίδα, καθώς τεχνολογία και επιστήμη είναι δύο κλάδοι που πάνε πακέτο!
Μπορείτε να βρείτε την πλήρη εργασία της ομάδας στο Science.
