Vinder af Top Science Photo Competition Fanger et enkelt atom

$config[ads_kvadrat] not found

8 Secrets For Sharper Wildlife Photos

8 Secrets For Sharper Wildlife Photos
Anonim

I slutningen af ​​gymnasiet havde de fleste af os en ide om, hvad et atom er. De er de mest grundlæggende former for elementerne på det periodiske bord. De er små kugler, der teoretisk set udgør alt i universet, fra cellerne i vores kroppe til den luft, vi trækker vejret. De kan opdeles for at skabe en atombombe. Nogle gange er de trukket som solsystemer af runde protoner og omløbende elektroner, selvfølgelig er det selvfølgelig ikke rigtigt, hvordan de ser ud. Som med så mange begreber inden for videnskab er den vanskelige ting om atomer det, vi virkelig ikke kan se dem.

Men det vindende billede i en prestigefyldt videnskabsfotografering i USA, der er organiseret af nationens tekniske og fysiske videnskabsråd (EPSRC), har ændret det. Fotoet, taget af Oxford University Quantum Physicist David Nadlinger, Ph.D., har titlen "Single Atom i et Ion Trap." Titlen er selvforklarende: Nadlinger optog et bogstaveligt billede af et enkelt atom i en enhed kaldet en ionfælde. De nærmeste forskere er kommet til at gøre dette var, da Griffith University forskere fotograferede skygge af et atom i 2012.

Men her er Nadlers atom, i al sin lille himmelhed. Du skal muligvis skruppe.

Zoom ind i rummet mellem fælden viser en lidt bedre visning af atomet, som Nadlinger beskrev med en henvisning til Carl Sagans tidløse ord om vores planet.

"Ideen om at se et enkelt atom med det blotte øje havde slået mig som en vidunderlig direkte og visceral bro mellem den mindste kvanteverden og vores makroskopiske virkelighed," sagde Nadlinger i en EPSRC-erklæring. "En kuvertberegning viste tallene at være på min side, og da jeg satte mig på laboratoriet med kamera og stativ en stille søndag eftermiddag, blev jeg belønnet med dette særlige billede af en lille, lyseblå prik.”

Ion fælder er en familie af enheder, der bruger magnetiske og elektriske felter til at fange individuelle ladede partikler (ioner er bare atomer, der ikke har et stabilt antal elektroner), som er nyttige for kvantefysikere, der studerer tid og kvantemetode. For at forhindre atomet zoomer ud, anvender fælden et ultrahøjt vakuumkammer. Nadlinger tog dette billede ved at pege på kameraet gennem et vindue i dette kammer og fange atomet fanget i 2 mm mellemrum mellem to nåle.

Atomet i dette billede er en positivt ladet ion af strontium; når nok af disse ioner netværk sammen, danner de det, vi kender som det sølvfarvede metal strontium. Men da vi kun kan se ting, der reflekterer lys, belyste Nadlinger atomet med en specifik blåviolet laser, som fik atomet til at absorbere og genudstråle nok lys til et langt eksponeringsbillede at fange.

Nadlingers fotografi kan ikke gøre det lettere for videnskabsstuderende at forstå atomets kvantestruktur, hvilket kræver at nedbryde det til endnu tinier, umuligt at fotografere dele. Men det giver i det mindste vores kæmpende hjerner med noget håndgribeligt at arbejde med.

$config[ads_kvadrat] not found