على الرغم من أن العلماء ، من حيث المبدأ ، قد عرفوا منذ فترة طويلة أن الذرات موجودة ، ومع ذلك ظل ظل الشك ، لأنه لم يكن أحد قادرًا على رؤية الذرات بأعينهم.

يمكن للعلماء الآن الحصول على صور للذرات على شاشة الكمبيوتر ، وتحريك الذرات على السطح باستخدام أداة خاصة - مسح مجهر الأنفاق (STM).

الذرات وأدوات القياس التقليدية

من المستحيل رؤية الذرات في المجهر التقليدي بسبب صغر حجمها - من أربعة إلى ستة عشر مليار جزء من السنتيمتر. شعر الذراع أكثر سمكا مليون مرة. من المستحيل استخدام الضوء العادي لإلقاء الضوء على الذرة ، لأن موجة الضوء المرئي يبلغ قطرها من اثنين إلى خمسة آلاف ضعف قطر الذرة.

مجهر مسح نفقي

STM ليس جهازًا بصريًا مع عدسة ، حيث يمكنك النظر إلى العين. هذه أداة محوسبة ذات طرف خاص ، والتي يمكن وضعها بالقرب من سطح الاختبار. عندما يتحرك الطرف ، تنزلق الإلكترونات عبر الفجوة بين الطرف والمواد السطحية. ونتيجة لذلك ، يمكن تسجيل تيار كهربائي. عند أدنى تغيير في المسافة بين السطح والقطب - القطب ، تتغير قوة التيار الكهربائي.

كما رأت الذرات

السطح الذي يبدو سلسًا تمامًا بالنسبة لنا هو متعرج للغاية على المستوى الذري. يسجل قطب كهربائي كل ارتفاع ، حتى لو لم يتجاوز حجم الذرة.يرسم الكمبيوتر خريطة ثلاثية الأبعاد للسطح ، مع مراعاة كل ذرة منها. ونتيجة لذلك ، يمكننا "رؤية" الذرات.

باستخدام STM ، تعلم العلماء كيفية معالجة الذرات. في البداية ، يتم تبريد الذرات إلى 270 درجة مئوية تحت الصفر ، وهي قريبة جدًا من درجة الحرارة الصفرية المطلقة ، وعند درجة الحرارة المنخفضة هذه تصبح الذرات بلا حركة تقريبًا.

باستخدام القطب STM ، يمكن للمرء استخدام المجال المغناطيسي لتحريك الذرات كما يرونها مناسبة وحتى كتابة الكلمات على سطح المادة. تتم كتابة هذه الكلمات بنفس طريقة كتابة الكلمات في كتب المكفوفين بطريقة برايل. يمكن قراءة هذه الحروف الذرية فقط باستخدام STM.