19 Мая 2015

Теперь можно увидеть отдельные электроны

Теперь можно увидеть отдельные электроны

Долгое время атом и электроны являлись лишь умозрительными конструкциями, создававшимися воображением людей, размышлявших над свойствами вещества. Потом реальность их была подтверждена экспериментально (для того, правда, понадобилось больше двух тысяч лет), но по-прежнему непосредственное наблюдение было невозможно. Не так давно были созданы приборы, способные всё же делать фотографии атомов и электронов, однако все те приборы громоздкие и очень сложные. Теперь же в Массачусетском институте технологии создали портативный датчик такого рода. Он ставится спокойно на обычный письменный стол, но при этом способен распознавать и выделять единичные электроны в составе радиоактивного газа.

Распад атомов криптона сопровождается выбросом электронов (радиоактивного гамма-излучения), которые мощными магнитами датчика затягиваются в ловушку. Сверхслабое излучение отдельной частицы может быть уловлено точной антенной. Она переводит их в цифровую форму (предварительно усилив, конечно же). Готовые массивы данных, переработанные на основе специальных алгоритмов программного обеспечения, дают возможность реконструировать то, что делается в масштабе конкретных электронов на протяжении нескольких миллисекунд (по меркам микромира это невероятно долго).

Работает датчик благодаря известному уже весьма давно циклотронному эффекту (тому самому излучению заряженных частиц в сильных магнитных полях). Отдельный электрон, как прояснилось недавно, излучает радиоволны на частотах военной связи. С другой стороны, различия энергетических возможностей частиц несколько корректируют параметры излучения (в том числе длину и частоту волн), что и показало путь к идентификации их. Да, подавляющая масса испускает сигналы на основной частоте при соударениях с радиоактивными атомами, образующими массу газа. Но иногда происходили рывки в частоте и амплитуде, что указывает на изменение кинетической энергии при тех же столкновениях.

Создатели прибора стремятся, между прочим, не столько визуализировать электроны и их орбиты, сколько отыскать, наконец, ключ к массе нейтрино – этих чрезвычайно сложных в поиске и исследовании частиц. Датчики, наподобие описанного, могут со временем привести к наработке суммы технологий, достаточных для решения этой важнейшей физической задачи и прояснения тем самым многих неясных для естествознания моментов.

Источник: www.ayaks-eng.ru/service/
Дата написания: 18.01.2014