Nufotografuotas vandenilio atomas

Tarptautinės mokslininkų grupės tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Physical Review Letters“.

Fotojuonizuojantis metodas remiasi nuosekliai vykdomu vandenilio atomų jonizavimo procesu, kuomet veikiant elektromagnetinei spinduliuotei atplėšiami vandenilio atomų elektronai. Atskirtieji elektronai per teigiamai įelektrintą žiedą nukreipiami į jautrią matricą. Elektrono padėtis susidūrimo su matricos paviršiumi metu atspindi elektrono padėtį atomo jonizacijos akimirką. Įelektrintas žiedas, nukreipiantis elektronus į šalį, veikia kaip lęšis, padidinantis vaizdą milijonus kartų, sakoma pranešime.

Šis 2004 m. apibūdintas metodas jau buvo naudojamas pavienėms molekulėms „fotografuoti“, tačiau fizikai žengė dar toliau ir panaudojo fotojonizuojantį mikroskopą vandenilio atomams tirti. Kadangi vieno elektrono sąveika su matrica duoda tik vieną atvaizdo tašką, mokslininkai iš skirtingų vandenilio atomų sukaupė apie 20 tūkstančių atskirų elektronų ir sudarė statistiškai suvienodintą elektronų debesies atvaizdą.

Elektronas atome pats savaime neturi konkrečios padėties. Tik atomui sąveikaujant su išorine aplinka elektronas su vienokia ar kitokia tikimybe „pasirodo“ tam tikroje atomo branduolio kaimynystėje. Sritis, kurioje elektrono aptikimo tikimybė yra didžiausia, vadinama elektronų apvalkalu. Naujuose vandenilio atomų atvaizduose matomi atomų su skirtingais energetiniais lygmenimis skirtumai. Mokslininkams pavyko vaizdžiai pademonstruoti kvantinės mechanikos prognozuojamas elektronų apvalkalų formas.