Dit is een foto van een enkel atoom, zichtbaar met het blote oog.

Wil je atomen zien? Dit is een afbeelding van een enkel atoom, dat volledig met het blote oog zichtbaar is.

• Atomen zijn zo klein dat je ze bijna niet zonder microscoop kunt zien.
• Maar nu toont een bekroonde foto van een atoom een ​​enkel deeltje in een elektrisch veld. En als je heel goed kijkt, kun je het met het blote oog zien.
• Dit is een strontiumatoom, dat 38 protonen heeft; De diameter van een strontiumatoom bedraagt ​​enkele miljoenste millimeters.

Alle gewone materie in het heelal bestaat uit minuscule bouwstenen, te klein om met het blote oog te kunnen zien. Maar wij mensen zouden de fysieke beperkingen van onze ogen ons toch niet laten weerhouden om te kijken naar de dingen die we willen zien?

De doorbraak in atomaire beeldvorming heeft implicaties en toepassingen voor de natuurkunde en techniek, waardoor we op verbazingwekkende wijze de atoomstructuur in hoge resolutie en drie dimensies kunnen bestuderen. We kunnen dit voor allerlei doeleinden gebruiken, van materiaalkunde tot kwantumcommunicatie.

Per definitie is een atoom de fundamentele eenheid van materie die bestaat uit een centrale kern, omgeven door een wolk van negatief geladen elektronen. Atomen zijn heel klein, met een diameter van slechts enkele tienden van een nanometer. Ze zijn namelijk zo klein dat je ze met het blote oog niet kunt zien, zelfs niet met de modernste microscopen.

Een onlangs vrijgegeven afbeelding toont echter de vorm van een atoom dat zweeft in een elektrisch veld. Deze is "groot" genoeg om met het blote oog zichtbaar te zijn, zonder dat er een microscoop nodig is.

Deze ongelooflijke foto is van fotograaf David Nadlinger en heeft de titel "Single Atom In An Ion Trap" . Deze afbeelding, die tevens de prijs voor wetenschappelijke fotografie won van de Britse Engineering and Physical Sciences Research Council, toont de vorm van een enkel strontiumatoom dat zich in een sterk elektrisch veld bevindt en door een laserstraal wordt geraakt, waardoor het atoom licht uitzendt.

Hoewel het enkele strontiumatoom op deze foto met het blote oog zichtbaar is, zult u toch goed moeten kijken om het te kunnen zien. Als u goed naar het midden van de foto kijkt, ziet u een klein, vaag blauw stipje. Dat is een strontiumatoom, belicht door een blauwviolette laser.

Strontium werd gekozen als de “hoofdpersoon” van de foto vanwege de atomaire omvang van dit aardalkalimetaalelement. Strontium heeft een atoomnummer van 38 protonen en de diameter van een strontiumatoom is een paar miljoenste van een millimeter. Normaal gesproken zijn deze atomen nog te klein om met het blote oog te kunnen zien. Maar wetenschappers hebben een slimme truc toegepast om ze veel helderder te laten lijken.

Daarom werd het strontiumatoom op de foto blootgesteld aan een krachtige laser, waardoor de elektronen die rond het atoom draaien, van energie werden voorzien. Deze geactiveerde elektronen zenden fel licht uit. Wanneer er voldoende energie is bereikt, zenden de elektronen licht uit dat sterk genoeg is om met een conventionele camera een afbeelding van het atoom te kunnen maken.

Dat betekent echter niet dat je atomen met het blote oog volledig kunt zien. De bovenstaande afbeelding is een foto met een lange belichtingstijd. Dat betekent dat het intense licht dat door de elektronen van het strontiumatoom wordt uitgezonden, in werkelijkheid nog te zwak is om door het menselijk oog te kunnen worden waargenomen. In plaats daarvan moet u de lange belichtingsfunctie van uw camera gebruiken om genoeg licht te 'verzamelen' dat door de atomen wordt uitgezonden en dit op de foto te krijgen, zodat het zichtbaar is.