Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 30
Тень ядра атома в видимом свете? Мои знания о физике пошатнулись, а что с дифракционным пределом? Поясните, пожалуйста.
там и частота в нанометрах измеряется.
Это только тень. Теневое пятно много больше размера атома. Дифракционный предел по-прежнему предельно тверд и нерушим.
Хотя, рыбий глаз — он такой рыбий глаз…
Хотя, рыбий глаз — он такой рыбий глаз…
Примерно понятно, они специально для иттербия подбирали частоту света, погрешность которой в одну миллиардную часть уже недопустима. В общем какая-то очень точная ближнепольная оптическая микроскопия, я правильно понял?
Я не думаю, что уж так буквально, глубоко и серьезно.
Скорее всего матрица открыта постоянно и процесс съемки идет пока идет подсветка (бесконечная выдержка, ограничена только временем нахождением атома в ловушке).
Если так, то для подсветки достаточно прогнать некий диапазон, например от 369,4 нм до 369,6 нм (куда попадет и резонансная частота). В какой то момент атом максимально хорошо поглотит свет. А поскольку матрица засвечивается равномерно, то в момент резонанса появится пятно.
Матрица «накачивается» или картинка формируется, если так можно выразиться, накопительно, по аналогии со съемкой движущихся источников света на длинной выдержке (светохудожники). Таким образом, неравномерность засветки, особенно в момент резонанса, будет отчетливо видна, что мы и имеем в виде пятна.
Скорее всего матрица открыта постоянно и процесс съемки идет пока идет подсветка (бесконечная выдержка, ограничена только временем нахождением атома в ловушке).
Если так, то для подсветки достаточно прогнать некий диапазон, например от 369,4 нм до 369,6 нм (куда попадет и резонансная частота). В какой то момент атом максимально хорошо поглотит свет. А поскольку матрица засвечивается равномерно, то в момент резонанса появится пятно.
Матрица «накачивается» или картинка формируется, если так можно выразиться, накопительно, по аналогии со съемкой движущихся источников света на длинной выдержке (светохудожники). Таким образом, неравномерность засветки, особенно в момент резонанса, будет отчетливо видна, что мы и имеем в виде пятна.
Они, похоже, сначала все рассчитали,
Но инфомации очень мало, ни одного источника с подробным описанием я не нашел, хотя тень молекулы аналогичным способом получили еще в 2010 году.
Using quantum mechanics, the researchers were able to accurately predict the darkness and size of the atom’s shadow – a mathematical prediction called the ‘quantum limit’.а потом провели очень точный эксперимент на основании расчетов.
The precision involved in this process is almost beyond imagining.
«If we change the frequency of the light we shine on the atom by just one part in a billion, the image can no longer be seen,» Professor Kielpinski said.
Но инфомации очень мало, ни одного источника с подробным описанием я не нашел, хотя тень молекулы аналогичным способом получили еще в 2010 году.
Я бы ориентировался на эти фразы: «We can now predict how much light is needed to observe processes within cells, under optimum microscopy conditions, without crossing the threshold and destroying them.» и «Absorption imaging of a single atom» is the result of work over the last 5 years by the Kielpinski/Streed research team.
Не сомневаюсь, все расчеты были произведены и оборудование было очень точным. Но 5 лет работы и зарубежная тяга к звучным выражениям (типа «The Large Hadron Collider (LHC)? или The Very Large Telescope (VLT)) подсказывает мне, что в течении пяти лет господа перебирали варианты, пока не подобрали наилучшие.
Все равно молодцы.
Не сомневаюсь, все расчеты были произведены и оборудование было очень точным. Но 5 лет работы и зарубежная тяга к звучным выражениям (типа «The Large Hadron Collider (LHC)? или The Very Large Telescope (VLT)) подсказывает мне, что в течении пяти лет господа перебирали варианты, пока не подобрали наилучшие.
Все равно молодцы.
Нужно было «видимом» болдом написать.
Упс, промахнулся уровнем, это для Aecktann.
Это ж галактика!
Прямо открытие за открытием. Бозон Хиггса, квантовый компьютер, атомная тень…
И мне почему-то кажется, что фотон побольше атома может быть
И мне почему-то кажется, что фотон побольше атома может быть
Не так давно в каком-то научно-популярном источнике писали, что если электрон представить в виде баскетбольного мяча, то расстояние между ним и ядром будет в этом масштабе исчисляться десятками километров. Если это действительно правда, то как-то сложно представить подобную съемку. Или же источник врет с масштабами?
Сорри, но при чем тут электрон? Насколько я помню, из своего курса химии, то размер электрона относительно ядра атома ничтожно мал, да и положение в отдельный момент определить сложно, поэтому и используется термин «электронное облако».
Или я вас неправильно понял?
Или я вас неправильно понял?
А, все, кажется понял, здесь снята тень именно ядра, правильно?
Ага, длина волны света порядка микрона (10^{-6}), размер атома — порядка ангстрема (10^{-10}), а ядра порядка ферми (10^{-15}). Представляете соотношение? Здесь понятие «тень» выглядит насмешкой.
Нет, это именно тень от атома, как от системы из электронов и ядра. Сравнение с баскетбольным мячом просто бессмысленно, а голое ядро без электронов почти не будет рассеивать на такой длине волны, соответственно не даст тени.
Это как раз тот случай, когда классические аналогии рушатся.
Это как раз тот случай, когда классические аналогии рушатся.
Ладно. Давайте подумаем логически.
Иттербий — f-элемент 6 периода, лантаноид. В данном случае с отсутствующим s-электроном на внешней оболочке — ион. Для всех ионов f-элементов характерны люминесцентные свойства. Светить он будет если:
1. Если есть внешнее поле (теория кристаллического поля тут нам в помощь). Думаю, в данном эксперименте роль магнитной ловушки двояка — с одной стороны чтобы «удержать» ион иттербия на месте, я с другой стороны — чтобы создать нужное расщепление уровней в атоме.
2. Облучать электро-магнитным излучением нужной длинны волны, чтобы задействовать нужный переход с последующей излучательной рекомбинацией (предварительное соблюдение пункта 1 обязательно).
Для ионов иттербия характерна неплохая люминесценция в ик области, которую наверняка неплохо чувствовала матрица регистрирующего устройства. Так что в данном случае нет ничего сверхкрутого, просто красиво преподнесли. Это скорее характеристическая особенность, позволяющая в определённых условиях реализовать метод анализа с чувствительностью до одного атома.
Иттербий — f-элемент 6 периода, лантаноид. В данном случае с отсутствующим s-электроном на внешней оболочке — ион. Для всех ионов f-элементов характерны люминесцентные свойства. Светить он будет если:
1. Если есть внешнее поле (теория кристаллического поля тут нам в помощь). Думаю, в данном эксперименте роль магнитной ловушки двояка — с одной стороны чтобы «удержать» ион иттербия на месте, я с другой стороны — чтобы создать нужное расщепление уровней в атоме.
2. Облучать электро-магнитным излучением нужной длинны волны, чтобы задействовать нужный переход с последующей излучательной рекомбинацией (предварительное соблюдение пункта 1 обязательно).
Для ионов иттербия характерна неплохая люминесценция в ик области, которую наверняка неплохо чувствовала матрица регистрирующего устройства. Так что в данном случае нет ничего сверхкрутого, просто красиво преподнесли. Это скорее характеристическая особенность, позволяющая в определённых условиях реализовать метод анализа с чувствительностью до одного атома.
Как тут не вспомнить с детства запавшие в память строки Брюсова!
Быть может, эти электроны
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!
Еще, быть может, каждый атом — Вселенная, где сто планет;
Там — все, что здесь, в объеме сжатом,
Но также то, чего здесь нет.
Их меры малы, но все та же
Их бесконечность, как и здесь;
Там скорбь и страсть, как здесь, и даже
Там та же мировая спесь.
Их мудрецы, свой мир бескрайный
Поставив центром бытия,
Спешат проникнуть в искры тайны
И умствуют, как ныне я;
А в миг, когда из разрушенья
Творятся токи новых сил,
Кричат, в мечтах самовнушенья,
Что бог свой светоч загасил!
Быть может, эти электроны
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!
Еще, быть может, каждый атом — Вселенная, где сто планет;
Там — все, что здесь, в объеме сжатом,
Но также то, чего здесь нет.
Их меры малы, но все та же
Их бесконечность, как и здесь;
Там скорбь и страсть, как здесь, и даже
Там та же мировая спесь.
Их мудрецы, свой мир бескрайный
Поставив центром бытия,
Спешат проникнуть в искры тайны
И умствуют, как ныне я;
А в миг, когда из разрушенья
Творятся токи новых сил,
Кричат, в мечтах самовнушенья,
Что бог свой светоч загасил!
Как-то меня сильно гложут сомнения, что сей результат корректно называть «тенью».
через год окажется, что это след от линзы Френеля попал на матрицу )))
Хотя ребята молодцы, шестой период и шесть чётких колец на картинке ))))
Хотя ребята молодцы, шестой период и шесть чётких колец на картинке ))))
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Фотография атомной тени