Fotografia unui singur atom prins într-o capcană de ioni

În centrul imaginii de mai jos se află un singur atom de stronțiu, încărcat electric pozitiv, suspendat într-un câmp electric. Această imagine incredibilă surprinde un mic punct luminos, de culoare albastră, care reprezintă cea mai mică unitate constitutivă a materiei, atomul.

Atom prins într-o capcană de ioni. Credit: David Nadlinger/University of Oxford

Fizicianul David Nadlinger de la University of Oxford a capturat această imagine care a obținut premiul pentru cea mai reuşită fotografie din domeniul ştiinţei în competiția anuală organizată de Engineering and Physical Sciences Research Council din Marea Britanie.

Mai jos puteţi vedea un detaliu mărit al fotografiei de mai sus în care se poate observa radiaţia electromagnetică din domeniul vizibil emisă de atomul de stronțiu.

Un singur atom prins într-o capcană de ioni. Credit: David Nadlinger/University of Oxford

Pentru a vă face o idee asupra mărimii montajului experimental, trebuie să ştiţi că atomul de stronţiu a fost suspendat în câmpurile electrice generate de doi electrozi metalici aflaţi, de o parte şi de alta a atomului, la o distanță de aproximativ 2 milimetri.

Sub acțiunea unui fascicul laser de culoare albastru-violet, atomul de stronțiu a fost adus într-o stare excitată și a început să emită energie sub formă de radiație electromagnetică, adică fotoni.

Folosind o cameră foto cu un timp de expunere lung, Nadlinger a reuşit să surprindă în imaginea de mai sus radiaţia electromagnetică din domeniul vizibil emisă de atomul de stronţiu.

Montajul experimental a fost amplasat într-o cameră de vid ultra-înalt care a găzduit capcana de ioni.

Pentru a menține starea excitată a atomului, camera de vid a fost răcită până la o temperatură foarte scăzută, iar Nadlinger a reuşit să captureze fotografia de mai sus printr-o fereastră a camerei de vid.

„Posibilitatea de a vedea un singur atom cu ochiul liber reprezintă pentru mine o punte între lumea cuantică și realitatea noastră macroscopică”, a explicat Nadlinger.

Atomii răciți cu laser sunt utilizaţi de cercetători pentru a studia proprietățile lumii cuantice, dar și pentru realizarea ceasurilor atomice și a computerelor cuantice.

Sursă: Science Alert