ГЛАВНАЯ » 2013 » Май » 6 » Атомы стали актерами самого крошечного в мире кино
16:16
Атомы стали актерами самого крошечного в мире кино
Ученые из IBM Research стали обладателями нового рекорда, который попал в Книгу мировых рекордов Гиннеса. Этим мировым рекордом стал "самый крошечный фильм", актерами которого выступали атомы вещества, двигающиеся на медной поверхности. Этот фильм, который называется "A Boy and His Atom" является незамысловатой историей мальчика, который, играя со своим атомом, выполняет ряд незамысловатых действий. Для того, чтобы сделать этот фильм, состоящий всего из 242 кадров, ведущий исследователь Андреас Хайнрих (Andreas Heinrich) и его команда использовали сканирующий туннельный микроскоп, весом более двух тонн. Для того, чтобы увеличить изображение атомов более чем в 100 миллионов раз, объект съемки, т.е. медная пластина с атомами, была охлаждена до температуры -267,78 градусов по шкале Цельсия.
Туннельный сканирующий микроскоп кардинально отличается от обычного оптического микроскопа. Миниатюрный манипулятор перемещает иголку, заточенную до атомарной толщины, над медной пластиной, на поверхности которой находятся атомы-актеры. И так, линией за линией, как в электронно-лучевых трубках старых телевизоров, сканирующий микроскоп создает изображение. Когда на пути движения иглы-зонда попадает атом, это приводит к возникновению сил, воздействующих на иглу, что регистрируется специальным высокочувствительным датчиком.
Сканирующий туннельный микроскоп
Для того, чтобы заставить атом переместиться по поверхности медной пластины исследователи использовали все туже иглу сканирующего микроскопа. Только в этом случае на нее подавался соответствующий электрический потенциал, который притягивал атом к игле и заставлял его перемещаться на новое местоположение.
Каждая из точек фильма "A Boy and His Atom" фактически состоит из двух атомов, атома кислорода и углерода, которые формируют молекулу угарного газа. Рябь, которую можно увидеть вокруг молекул, является результатом взаимодействия иглы микроскопа со свободными электронами, вылетающими за пределы чрезвычайно гладкой медной поверхности. "Если вы нарушаете целостность газообразного облака свободных электронов возле медной поверхности, то вы видите электронную рябь. Особенно сильно это проявляется при движении посторонних атомов по поверхности" - рассказывает Андреас Хайнрих, - "Эти электроны свободны как молекулы в газе, но они не улетают далеко от поверхности".
Для того, чтобы сделать незамысловатую видео-историю с участие мальчика потребовалось четверо ученых и 180 человеко-дней времени. Всего с помощью сканирующего туннельного микроскопа было сделано более 10 тысяч перемещений атомов по поверхности медной пластины. Фигура мальчика в зависимости от его позы состояла из 120-130 отдельных атомов.
Следует заметить, что данный фильм был снят учеными IBM Research не совсем ради развлечений. Это было сделано в рамках программы по отработке будущих технологий хранения информации, в рамках которой эта же команда исследователей в прошлом году создала бит магнитной памяти, состоящий всего из 12 атомов.
