Физики сфотографировали атом водорода

Атом водорода
Атом водорода

Группа ученых из Германии, Греции, Нидерландов, США и Франции получила снимки атома водорода. На этих изображениях, полученных при помощи фотоионизационного микроскопа, видно распределение электронной плотности, которое полностью совпадает с результатами теоретических расчетов. Работа международной группы представлена на страницах Physical Review Letters.

Суть фотоионизационного метода заключается в последовательной ионизации атомов водорода, то есть в отрывании от них электрона за счет электромагнитного облучения. Отделившиеся электроны направляются на чувствительную матрицу через положительно заряженное кольцо, причем положение электрона в момент столкновения с матрицей отражает положение электрона в момент ионизации атома. Заряженное кольцо, отклоняющее электроны в сторону, играет роль линзы и с его помощью изображение увеличивается в миллионы раз.

Этот метод, описанный в 2004 году, уже применялся для получения «фотографий» отдельных молекул, однако физики пошли дальше и использовали фотоионизационный микроскоп для исследования атомов водорода. Так как попадание одного электрона дает всего одну точку, исследователи накопили около 20 тысяч отдельных электронов от разных атомов и составили усредненное изображение электронных оболочек.

В соответствии с законами квантовой механики, электрон в атоме не имеет какого-то определенного положения сам по себе. Лишь при взаимодействии атома с внешней средой электрон с той или иной вероятностью проявляется в некоторой окрестности ядра атома: область, в которой вероятность обнаружения электрона максимальна, называется электронной оболочкой. На новых изображениях видны различия между атомами разных энергетических состояний; ученые смогли наглядно продемонстрировать форму предсказанных квантовой механикой электронных оболочек.

При помощи других приборов, сканирующих туннельных микроскопов, отдельные атомы можно не только увидеть, но и переместить в нужное место. Эта техника около месяца назад позволила инженерам компании IBM нарисовать мультфильм, каждый кадр которого сложен из атомов: подобные художественные эксперименты не имеют какого-то практического эффекта, но демонстрируют принципиальную возможность манипуляций с атомами. В прикладных целях используется уже не поатомная сборка, а химические процессы с самоорганизацией наноструктур или самоограничением роста одноатомных слоев на подложке.

Обсудить
Ни поплавать, ни поездить
Самые странные санкции и неожиданные проблемы из-за них
Богемская рапсодия
Жертвоприношения, ритуалы и пьянство в самом закрытом мужском клубе США
Останки Карлоса КастаньоРоман с кокаином
В Колумбии ультраправые наркокартели невероятно жестоко расправляются с леваками
Закон, удобный во всех отношениях
Новый пакет санкций нужен США для давления не только на Россию, но и на Европу
Цена ошибки
Неправильно понятая депеша стала причиной начала Корейской войны
Прощание с роумингом
Этот термин решено устранить из законов и правительственных постановлений
Вода камень точит
Инвестиционная привлекательность столицы может вырасти на 10 процентов
«Росимущество должно дать разъяснение по продаже "Образцовой"»
Сотрудник ОНФ об анатомии одной из самых скандальных сделок последних лет
Никита Кричевский: Системные истерики и инвестклимат
О реакции АФК «Система» на решение об обеспечительном аресте некоторых активов
Тест: угадай звезду по машине
Чей этот розовый «Бентли»? А шестиколесный «Гелик»?
Львиная доля
Лучшая автомобильная реклама «Каннских львов»
История полицейских авто Америки
Каким был и каким стал автопарк полиции США
Кто сделал первый кроссовер в мире
Вопрос – один, ответов – минимум семь. Кто же был первым?
Вите надо выйти
Соседи несколько лет травят москвича, который отказывается переселяться
Без свидетелей
Дома для тех, кто ненавидит соседей
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Классовая борьба
На смену дешевым квартирам в Москве пришел новый вид жилья
Да катитесь вы
Семейная пара отказалась от квартиры и поселилась в автобусе