Laboratuvarda alınan hidrojen yörünge yapısının ilk görüntüsü

Yukarıdaki görüntü, bilimsel bir paradigmadan güzel bir mola. Bir hidrojen atomunun doğrudan gözlemlenmesinden elde edilen bir kayıttır. Bu başarıya ulaşmak için projede yer alan araştırmacılar, uygun bir şekilde kuantum mikroskobu denilen yeni bir cihaz kullandılar; bu, adından da anlaşılacağı gibi, bulanık kuantum krallığının geçici bir bakışını mümkün kılıyor.

Yeniliğin "bilimselliğini" biraz, "yörünge yapısı" çevirmeye başlamak, atomun çekirdeği ve elektronlarının - veya özellikle elektronun - özellikle elektronu dikkate alarak - kapladığı alan anlamına gelir. Bu metni açan görüntünün bilimsel başarısını mümkün kılan şey, bilimsel jargonun cevaplarını verir: “dalga işlevi” dir.

Harika kuantum kaosunu anlamaya çalışmak için kullanılan matematiksel bir işlevdir. Bu şekilde elde edilen değerler, atomaltı parçacıkların zaman ve uzayda davranışlarıyla ilgilidir. Tipik bir durumda, bilim insanlarının - Schrödinger denklemi gibi - atomaltı durumları tanımlamak, sayısız karmaşık sonuçlar elde etmek ve bulanık grafikler elde etmek için kullandıkları cihazdır.

İlk doğrudan kayıt

Bununla birlikte, bu metni açan görüntünün en büyük başarısı, en azından bir çok sayı ve teorinin ötesinde, dalga fonksiyonunu fiilen gözlemleme becerisiydi. Bir elektronun kesin pozisyonunu belirlerken, bir eliyle sivrisinek bulutu yakalamaya çalışmakla benzerlik gösterir - bir tür kuantum tutarsızlığı, aslında - istatistiksel çıkarımlara dayanarak bütün bir kuantum durumunu kavramak mümkündür.

Bununla birlikte, bu, zaman içinde çeşitli dalga düzenleri ölçümleri yapabilen bir alet gerektirir. Bununla birlikte, zorluk devam etti: subatomik parçacıkların kuantum durumlarına dayanarak kaydedilen görüntüleri nasıl artırabilirim? Bilim adamlarına göre, kuantum mikroskobunun girdiği yer.

Öngörülen elektronlar

Buluş, atomik yapıları doğrudan görselleştirmek için mikroskopik fotoiyonizasyonu kullanır. Fiziksel İnceleme Mektupları'ndaki bir yazıda, FOM Atom ve Molekül Fiziği Enstitüsü'nden Aneta Stodolna, ekibinin statik elektrik alanında bulunan bir hidrojen atomunun düğüm yapısını nasıl kavrayabildiğini açıklıyor.

İşlem, atomların üzerine lazer darbelerinin fırlatılmasını içermiştir; bu da iyonize elektronların kaçmasına ve belirli yörüngeleri iki boyutlu bir detektöre doğru takip etmesine neden olmuştur. Elbette, elektronların aynı dedektör noktasına ulaşmadan önce alabileceği sayısız yol vardır. Stodolna'ya göre bu, dalga fonksiyonlarının düğüm yapısını yansıtan girişim kalıpları üretti.

Son olarak, kaydı tamamlamak için araştırmacılar, elektronlardan elde edilen çıkıntıları 20.000 kat arttırabilen elektrostatik bir mercek kullandılar. Gelecek için araştırmacılar, atomların manyetik alan içindeki reaksiyonlarını doğrulamak için aynı teknolojiyi kullanmayı amaçlıyorlar.