Постижение: Докладвана е първата в света рентгенова снимка на единичен атом

Първата в света рентгенова снимка на единичен атом е тук, а по-надолу ще може да научите как се случи това.

Ново изследване на учени от Националната лаборатория Аргон към Университета на Охайо и Университета на Илинойс-Чикаго разкрива зашеметяващото изображение на свойствата на единичен атом, използвайки рентгенова техника, се посочва в съобщение за пресата.

Откакто рентгеновите лъчи са открити в края на 19-ти век, те са основен инструмент в много области. Способността им да проникват в материята ги прави много полезни за целите на изобразяването в медицината, изследването на материалите, археологията и астрофизиката. Рентгеновите лъчи са вид електромагнитно лъчение с много висока енергия и къса дължина на вълната.

Традиционните техники за откриване на рентгенови лъчи обаче разчитат на взаимодействието на рентгеновите лъчи с много атоми в пробата, за да генерират откриваем сигнал. Това се дължи на факта, че сигналът, генериран от единичен атом е слаб и трудно се разграничава от „фоновия шум“.

Предишният критерий за най-малкото количество, което може да бъде облъчено с рентгенови лъчи, беше 10 хиляди атома и в сравнение с него това постижение е направо революционно. То може да доведе до революция в начина по който учените и изследователите изследват и откриват материали.

Заснемане на рентгенова снимка на един атом

Екипът избра атоми на желязо и тербий за опитите си.

Конвенционалните рентгенови детектори бяха модифицирани с помощта на остър метален накрайник в комбинация със синхротронна рентгенова сканираща тунелна микроскопия (SX-STM), използвана предимно за наноразмерни изображения и характеризиране на материали за откриване на електроните, възбудени от рентгеновото лъчение от отделните атоми.

Казано на прост език, SX-STM дава възможност на учените да използват рентгеновите лъчи, за да видят елементите в даден материал и да разберат химическия му състав. Това става чрез възбуждане (или отдаване на енергия) на електроните в ядрото на атома. Когато тези електрони погълнат рентгеновите лъчи и се възбудят, те създават уникален отпечатък. Този отпечатък, наречен абсорбционен спектър, помага на учените да определят вида на елементите, присъстващи в изследвания материал.

Екипът открива, че рентгеновите абсорбционни спектри разкриват уникални отпечатъци, съответстващи на атомите на желязото и тербия.

Характеризиране на химичните състояния на атомите

Интересно е, че изследователите забелязват, че рентгеновият сигнал може да бъде засечен само когато специализираният накрайник е поставен в изключителна близост до атома. Това потвърждава, че откриването е силно локализирано и фокусирано върху интересуващия ги атом, което позволява подробно характеризиране и анализ на свойствата и поведението на атома.

„Това постижение свързва синхротронните рентгенови лъчи с процеса на квантово тунелиране, за да открие рентгеновия отпечатък на отделен атом и открива много вълнуващи изследователски направления, включително изследвания на квантовите и магнитните)свойства на само един атом с помощта на рентгенови лъчи.“

казва професор Соу Вай Хла, водещият изследовател, в съобщение за пресата

Изследването им е публикувано в списание Nature.