這是肉眼可見的單一原子的照片。

你想看原子嗎?這是單一原子的圖像,肉眼完全可見。

  • 原子非常小,不用顯微鏡幾乎不可能看到它們。
  • 但現在,一張獲獎的原子照片顯示了電場中的單個粒子——如果你仔細觀察,你可以用肉眼看到它。
  • 這是一個鍶原子,它有 38 個質子;鍶原子的直徑為數百萬分之一毫米。

宇宙中的所有普通物質都是由微小的構成塊組成的,這些組成塊太小而無法用肉眼看到。但是我們人類不會讓眼睛的物理限制阻止我們看我們想要看的東西,不是嗎?

原子成像的突破對物理學和工程學具有重要意義和應用價值,使我們擁有研究高解析度和三維原子結構的驚人能力。我們可以將其應用於從材料科學到量子通訊的所有領域。

根據定義,原子是物質的基本單位,包含一個中心原子核,周圍環繞著一團帶負電的電子。原子非常小,直徑只有幾十分之一奈米。事實上,它們非常小,即使借助最現代的顯微鏡,你也無法用肉眼看到它們。

然而,最近發布的圖像顯示了漂浮在電場中的原子的形狀,並且它足夠“大”,肉眼可見,而無需任何顯微鏡。

這是肉眼可見的單一原子的照片。
“離子阱中的單原子”

這張令人難以置信的照片屬於攝影師大衛·納德林格 (David Nadlinger),名為“離子阱中的單個原子”。這張圖像還贏得了英國工程和物理科學研究委員會的科學攝影比賽,描繪了單個鍶原子的形狀,該原子浸入強電場中,並受到雷射光束的照射,導致原子發光。

雖然這張照片中的單一鍶原子肉眼可見,但你肯定要睜大眼睛仔細觀察才能看到它。具體來說,如果你仔細觀察照片的中心,你會看到一個微小、微弱的藍點。那是一個鍶原子,被藍紫色雷射照射。

由於這種鹼土金屬元素的原子尺寸較小,因此選擇鍶作為照片的「主角」。鍶的原子序為 38 個質子,鍶原子的直徑為數百萬分之一毫米。通常情況下,這個尺寸仍然太小,肉眼無法看到,但科學家們使用了一種巧妙的技巧,使原子看起來更亮。

因此,照片中的鍶原子被暴露在高功率雷射下,導致圍繞原子運行的電子獲得能量。這些充滿能量的電子發出明亮的光。當達到足夠的能量時,電子會發出足夠強的光,讓傳統相機捕捉到原子的影像。

然而,這並不意味著你能夠用肉眼完全看到原子。上圖是一張長時間曝光的照片,這意味著實際上鍶原子電子發出的強光仍然太微弱,人眼無法察覺。相反,您需要使用相機的長時間曝光功能來「收集」足夠的原子發出的光,並將其放入照片中以供查看。

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