Esta imagem impressionante é a resolução mais alta que já vimos átomos: WebCuriosos
Toda a matéria normal do Universo é composta de minúsculos blocos de construção que são pequenos demais para serem vistos a olho nu.
Mas nós, humanos, não vamos permitir que as limitações físicas dos nossos olhos nos impeçam de olhar para as coisas que queremos ver, certo?
A imagem que você vê acima foi feita em 2021 por uma equipe liderada pelo físico Zhen Chen, ex-Universidade Cornell e agora na Academia Chinesa de Ciências. Esses pontos são os átomos na estrutura cristalina de um pedaço de ortoscandato de praseodímio (PrScO3), com uma ampliação de 100 milhões.
A única razão pela qual a imagem parece um pouco confusa nas bordas não é porque a resolução é ruim, mas porque os átomos não param de balançar, o que resulta em um pequeno desfoque de movimento térmico.
Não importa quão boa seja a tecnologia, é improvável que essa resolução recorde seja superada. Isso porque há um limite para a resolução que podemos alcançar nessas escalas atômicas, e é basicamente isso.
“Isso não apenas estabelece um novo recorde”, disse o físico David Muller da Universidade Cornell, quando os resultados de sua equipe foram publicados em Ciência.
“Atingiu-se um regime que será efetivamente o limite máximo para a resolução. Basicamente, agora podemos descobrir onde estão os átomos de uma forma muito fácil. Isto abre uma série de novas possibilidades de medição de coisas que queríamos. fazer por muito tempo.”
Essa conquista é o trabalho do auge da tecnologia de imagem atômica, uma técnica chamada pticografia.
A picografia não é na verdade uma técnica de imagem direta, mas uma espécie de interferometria. Essa é a geração de uma imagem a partir de padrões de interferência. Elétrons foram disparados contra uma amostra de ortoscandato de praseodímio; quando esses elétrons atingiram os átomos do material, eles ricochetearam.
Ao medir os padrões de rejeição, ou dispersão, desses elétrons à medida que o feixe se move, o sistema de imagem pode gerar uma imagem do que os elétrons estão refletindo.
Agora, como o ortoscandato de praseodímio é um composto, o que você vê aqui são três tipos diferentes de átomos. Os pares de bolhas brilhantes unidas são praseodímio. As únicas manchas brilhantes são escândio. E as manchas vermelhas fracas são oxigênio. Todos esses átomos estão unidos para formar o cristal puro e perfeito fotografado por Chen e seus colegas.
O avanço na imagem atômica tem implicações e aplicações para a física e a engenharia, garantindo-nos a magnífica capacidade de estudar estruturas atômicas em alta resolução e em três dimensões. Podemos usar isso para tudo, desde ciência de materiais até comunicações quânticas.
“Queremos aplicar isso a tudo o que fazemos”, Muller disse. “Até agora, todos nós usávamos óculos muito ruins. E agora temos um par muito bom. Por que você não gostaria de tirar os óculos velhos, colocar os novos e usá-los o tempo todo? “
As coisas que os humanos podem fazer quando realmente se dedicam a isso são simplesmente incríveis.
Você pode encontrar o artigo completo da equipe em Ciência.
