Вчені вперше зробили рентген-знимок атома

атом

Вчені університетів штатів Огайо та Іллінойс і Національної лабораторії Аргонн зробили проривне досягнення в атомно-масштабному зображенні. Перше у світі рентгенівське зображення одного атома вони нещодавно опублікували в журналі Nature.

Технологічний прорив дозволяє визначати тип атома та його хімічний стан,  відкриває нові можливості в екологічних і медичних науках.

Перші зображення атому з’явились наприкінці 1950-х років. Електронні мікроскопи дозволяли побачити тільки окремі атоми водню. За допомогою сучасних квантових вчені вже досліджують електронні орбіталі в атомі. Останнє досягнення — отримання рентгенівських зображень окремих атомів — підносить цей прогрес на новий рівень.

Рентгенівська тунельно-мікроскопія (SX-STM) поєднує синхротронне випромінювання з квантовим тунелюванням. Замість традиційного рентгенівського детектора, вчені використовують гострий металевий наконечник, розташований близько до зразка, що дозволяє збирати електрони, збуджені рентгенівськими променями, та виявляти окремі атоми та їх хімічний стан.

Команда експериментувала, вводячи атоми заліза та тербія у супрамолекули-господарі. Вони не тільки визначили тип атомів, але й виявили їх хімічні стани. Результати показали, що атом тербію, який є рідкісноземельним металом, залишається відносно ізольованим і не змінює свій хімічний стан, тоді як атом заліза взаємодіє з сусідами.

Коли рентгенівські промені (синій колір) висвітлюють атом заліза (червона кулька в центрі молекули), електрони основного рівня збуджуються. Збуджені рентгенівськими променями електрони потім тунелюються до наконечника детектора (сірий) через атомні/молекулярні орбіталі, що перекриваються, що надає елементну та хімічну інформацію про атом заліза.

Рентгенівське резонансне тунелювання (X-ERT), у свою чергу, дозволяє визначати орієнтацію орбіталі окремої молекули на поверхні матеріалу. Ця технологія може перевернути знання про поведінку атомних структур.

Дослідження атомів за допомогою рентгенівських променів має великий потенціал, зокрема, для екології та медицини.

Відкрийте більше з Третє Око. Головні новини України та світу

Підпишіться зараз, щоб продовжити читання та отримати доступ до повного архіву.

Продовжити читання

Прокрутити вгору