Fénykép készült egyetlen atomról

Skynet
A pásztázó elektron-mikroszkóp és az orvosi MRI összeházasításával amerikai és koreai tudósok hatalmas áttörést értek el: le tudtak fotózni egyetlen atomot. Ez az új képesség sok területen jól jöhet, például az anyagtudományokban vagy az adattárolásban.

ÚJ ÁTTÖRÉS A NANOTECHNOLÓGIÁBAN

Manapság, a gyönyörű képeket készítő mobiltelefonok korában nem túl sok dolgon lepődik meg az ember. Az olyan hírre azonban, mint a minapi, mégis felkapjuk a fejünket. E szerint ugyanis tudósoknak sikerült az, amit még tíz-húsz éve is lehetetlennek tartottak: fényképet készítettek egyetlenegy atomról, pontosabban az azt körülvevő egészen parányi mágneses mezőről.

Pár esztendeje az jelentett nagy szenzációt, hogy rögzíteni tudták az atomoknál sokszorta nagyobb DNS-molekulák egyes nukleotidjainak a képét, persze csak egy különleges pásztázó elektronmikroszkóppal. Most azonban a kaliforniai San Jose városában lévő IBM Almaden Kutatóközpontban és a szöuli
Alaptudományi Intézetben dolgozó kutatóknak csodával határos módon sikerült elkészíteni egy fotósorozatot. Ez egyetlenegy titánatom mágneses mezejét mutatja meg, különböző mágneses erősségek mellett.

 

HOGYAN SIKERÜLT?

Ezt a különleges tudományos áttörést ráadásul egy orvosi képalkotó eszközzel, a mindennapokból is ismert MRI-készülékhez nagyon hasonló szerkezettel érték el. Pontosabban a kutatók sikerrel házasították össze a már emlegetett pásztázó elektronmikroszkópot és a mágneses rezonanciát érzékelni képes MRI-berendezést, illetve ezek összeépítésével fejlesztettek egy ilyen eszközt. 

Valójában tehát a világ legkisebb MRI-készülékét alkották meg, eredményeiket pedig a minap tették közzé a Nature Physics című folyóiratban. A sikert úgy érték el, hogy a pásztázó elektronmikrosz-
kóp pár atom vékonyságú hegyére egy pár – átmágnesezett – atomból álló mintát helyeztek. Ennek révén pedig a vizsgált felületen elszórt vas- és titánatomok érzékelték a képet készítő tűlencse mágnesességét, soha nem látott felbontáshoz segítve ezzel az élelmes tudósokat.

 

MIRE LESZ JÓ?

Persze ahogyan az az ilyen kutatási eredmények, bravúrok értékelése során lenni szokott, most is felmerül a kérdés: mire is lehet majd használni ezt a szenzációs felbontást, amit most sikerült elérni? Igaz ugyanakkor, hogy még csak a kutatások elején tartanak, így az összetettebb struktúrák fotózása csupán ezután következik. Méghozzá ugyanígy, nanométeres méretekben. Mire is jó tehát az eredmény? 

A koreai és az amerikai kutatók álláspontja szerint az egyre kisebb és sűrűbb számítógépes adattárolók kifejlesztésére és más anyagtudományi kutatásokra kiváló szerkezetet alkottak. Valamint természetesen a molekulák vizsgálatakor, azaz a gyógyszerfejlesztéseknél is igen jól jön egy ilyen nagy felbontású képalkotási lehetőség. Nem szólva a kvantum-számítástechnikáról, amelynek már működnek az első áramkörei, és a kísérleti gépek sebessége – bizonyos műveletekben persze – sohasem látott szintre ugrott fel. Itt azonban nanométeresek a távolságok, tehát a kvantumszámítógépek további fejlődése szempontjából is kulcsfontosságú ez a most kidolgozott képkészítési eljárás. Ezúttal elképzelhetetlen pontossággal tették ugyanis láthatóvá nemcsak az atomokat, de az egyes atomok mágneses irányultságának (spinjének) az állapotát is. Ez pedig a különleges anyagok eddig csak részben ismert világát teszi sokkal jobban láthatóvá, megérthetővé.

 

Borítófotó: Négy titánatom mágneses terének fotója. Egyesével is jól látszanak az eddig láthatatlanul kicsinek gondolt atomok