Вперше єдиного атому зробили томографію

Опубликованно 30.07.2019 00:32

Група вчених їх Центру квантових нанотехнологій (Center for Quantum Nanoscience, QNS), разом з їхніми колегами з США, зробили магнітно-резонансну томографическую (МРТ) зйомку на самому маленькому на сьогоднішній день рівні. Об'єктами зйомки виступали окремі атоми, а в результаті у вчених вийшло наочна візуалізація розподілу магнітного поля цих атомів.

Магнітно-резонансна томографія, як правило, проводиться в лікарнях та інших медичних установах, як частина процесу діагностики захворювань. МРТ-технологія дозволяє отримати картину щільності розподілу спінів (обертання) електронів і протонів атомів людського тіла, і чим більше таких обертань реєструється чутливими датчиками обладнання, тим більш якісною та інформативною виходить вироблена зйомка.

Проте, вчені, про яких йшлося трохи вище, довели, що МРТ-технологію можна використовувати і по відношенню до одиничних атомів, що знаходяться на поверхні. Для цього застосовується скануючий тунельний мікроскоп, який за допомогою наконечника, "заточеного" до атомарної товщини, дозволяє просканувати і отримати зображення окремих атомів.

В даних експериментах було досліджено атоми двох хімічних елементів, заліза і титану, обидва яких є магнітними матеріалами. За допомогою процесу маніпулювання нанорозмірними об'єктами атоми цих елементів були поміщені на поверхню і, тому, вони були добре видимі за допомогою тунельного мікроскопа. Після цього дослідники зробили сканування цих атомів наконечником мікроскопа, що дозволило одержати картину розподілу магнітного поля кожного атома і картину магнітного взаємодії між атомами, які або притягувалися, або відштовхувалися, подібно крихітним магнітів в залежності від напрямку обертання їх електронів.

Було помічено, що "магнітна підпис" атомів заліза кардинально відрізняється від підпису атомів титану. "Така технологія дозволить нам у майбутньому ідентифікувати атоми різних елементів за їх "магнітної підпису", що робить технологію надзвичайно потужним дослідницьким інструментом" - розповідає доктор Філіп Виллке (Dr. Philip Willke) з QNS.

Незабаром дослідники за допомогою "атомарної" МРТ-технології планую провести дослідження і скласти карти розподілу магнітних полів більш складних структур, таких, як органічні молекули і кристали магнітних матеріалів. Це, в свою чергу, забезпечить вчених новими даними про будову матерії, які можна буде використовувати пізніше при розробці нових матеріалів, наприклад. Крім цього, дана технологія може бути використана для вимірювань і управління станом квантових систем, що виконують певні обчислювальні функції набагато швидше звичайних комп'ютерів.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що атом вдалося зняти на звичайну камеру.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.

Категория: Технологии