olhe de perto e você vai vê-lo: um pixel púrpura pálido pendurado em um campo preto entre duas agulhas cilíndricas.O que parece uma mancha cintilante de poeira é na verdade algo muito, muito menor: um único átomo de estrôncio, isolado em uma máquina de armadilha de íons na Universidade de Oxford.
isso é pequeno. Muito pequeno. Cada átomo tem cerca de 0,25 nanômetros (ou bilionésimos de um metro) de diâmetro; bilhões de átomos caberiam confortavelmente dentro de uma única célula vermelha de sangue.,como você captura uma foto de algo tão infinitesimalmente pequeno? Um fotógrafo, David Nadlinger, usou uma câmera digital padrão – mas ele teve alguma ajuda para preparar a filmagem cortesia do Laboratório de Computação Quântica de Ion Trap de Oxford, onde ele está pesquisando para seu Ph. D. em Fevereiro. 12, Nadlinger ganhou o primeiro lugar em um concurso nacional de fotografia científica organizado pelo Conselho de pesquisa de engenharia e Ciências Físicas para capturar esta rara foto de um único átomo iluminado.,
“eu acho que o que torna esta imagem particularmente interessante para as pessoas é que você pode ver o aparato circundante”, disse Nadlinger à ciência ao vivo. “E acho que as pessoas também estão surpreendidas com o tamanho do átomo aqui. … Espero não estar a desfazer 100 anos de educação científica com esta foto-átomos são incrivelmente pequenos!”
para ser claro, Nadlinger disse, o grão roxo no centro desta foto não é o verdadeiro tamanho do átomo de estrôncio em si; é a luz de um conjunto de lasers circundantes sendo re-emitido pelo átomo., Quando banhado em um comprimento de onda específico de luz azul, o estrôncio cria um brilho centenas de vezes maior do que o raio do próprio átomo (que é cerca de um quarto de um nanômetro, ou 2.5×10 para os -7 metros, Nadlinger disse). Este brilho dificilmente seria perceptível a olho nu, mas torna-se aparente com um pouco de manipulação de câmera.
“The apparent size you see in the picture is what we’d call optical aberration,” Nadlinger said. “A lente que estamos vendo não é perfeita-também está ligeiramente fora de foco e ligeiramente sobreexposta. Você poderia compará-lo a olhar para as estrelas no céu noturno, que parecem brilhantes, mas são realmente muito, muito menores do que o tamanho que parecem ser, só porque nossos olhos (ou a câmera) não têm resolução suficiente para processá-los.,”
assim, ver um único átomo a olho nu é impossível. Prender um num laboratório, no entanto, é um pouco mais viável.
para capturar um íon pelo dedo do pé
para fazer uma câmera de um único átomo-pronto assim, os pesquisadores primeiro precisam transformá-lo em um íon: um átomo com um número desigual de prótons e elétrons, dando-lhe uma carga líquida positiva ou negativa. “Só podemos apanhar partículas carregadas”, disse Nadlinger. “Então, pegamos um fluxo de átomos neutros de estrôncio, que vêm de um forno, e colocamos lasers neles para seletivamente foto-ionizá-los., Assim, podemos criar iões individuais.”
quando colocados em um aparelho de iões, átomos únicos são mantidos no lugar por quatro elétrodos em forma de lâmina, como os vistos acima e abaixo do grão de estrôncio na foto de Nadlinger (dois eletrodos adicionais estão fora de vista). Estes eléctrodos criam uma corrente que mantém o átomo fixo no eixo vertical; os dois cilindros em forma de agulha de ambos os lados do átomo mantêm-no preso horizontalmente. à medida que as correntes destes eletrodos interagem, criam o que é chamado de potencial rotativo de sela., “Você pode ver vídeos online onde as pessoas literalmente pegam uma sela e a rodam e colocam uma bola nela; por causa da rotação, a bola realmente permanece no centro da sela. Então é isso que esses eletrodos fazem para confinar o íon”, disse Nadlinger.
Uma vez confinado um átomo, um conjunto de lasers atinge o átomo, que dispersa a luz em todas as direções; na foto de Nadlinger, você pode ver traços do laser azul em todo o fundo., Usando este sistema, os pesquisadores podem potencialmente prender cordas de centenas de íons entre os pequenos eletrodos, resultando em algumas imagens impressionantes.
“em nosso site, temos uma imagem de nove íons presos em uma corda”, disse Nadlinger. “Em termos de ciência, isso é realmente mais interessante do que ter um único pixel brilhante cercado pela armadilha de íons. Mas para ilustrar o conceito, isso poderia ser mais atraente.”
Nadlinger não acredita que ele seja o primeiro pesquisador a tirar tal foto, mas ele pode muito bem ser o mais bem sucedido em capturar a atenção do público com um.,
“um grupo liderado por Hans Dehmelt, um pioneiro da captura de íons e um Prêmio Nobel , uma vez tirou uma foto de um único átomo de bário em seu laboratório”, disse Nadlinger. “Era uma única mancha brilhante em um fundo escuro, além de algum laser espalhado. Há uma história que eles submeteram esta imagem a alguns procedimentos de conferência – e o editor de imagens acabou de eliminar o íon porque ele pensou que era um grão de poeira.”
originalmente publicado em ciência ao vivo.
Deixe uma resposta