Nepaprastas mikroskopas (0)
Julicho (Vokietija) mokslininkai, pritaikę naujus ultraaukštos skyros mikroskopijos metodus, išmatavo kelių pikometrų (10-12 m) atstumus tarp atomų. Tai fizikines medžiagų savybes apibūdinančius parametrus leidžia nustatyti tiesiogiai mikroskopu. Helmholco asociacijos narys Knutas Urbanas (Knut Urban) iš Julicho tyrimų centro šiuos pasiekimus aprašė liepos 25 d. žurnalo „Science“ numeryje.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Fizikos tyrimų progresas smarkiai susijęs su matavimų tikslumo padidėjimu, leidžiančiu kitaip pažvelgti į gamtos reiškinius. Pritaikę naujus elektroninės optikos metodus, tyrėjai sugebėjo mikroskopiškai išmatuoti atomų poslinkius, siekiančius kelis pikometrus. Pikometras yra milijardinė milimetro dalis – atstumas, maždaug šimtą kartų mažesnis už nesužadinto vandenilio atomo skersmenį.
Julicho tyrimų centro mokslininkai tyrinėjo superlaidininko YBa2Cu3O7 atomų konfigūracijas. Panaudoję mikroskopinius vaizdus, gautus esant skirtingoms sąlygoms, fizikai sugebėjo įverinti elektronų bangines funkcijas, kurias vėliau panaudojo tikslioms atomų vietoms nustatyti.
Atlikus skaičiavimus tapo aišku, kad ganėtinai sunkūs bario, vario ir itrio atomai yra keliais pikometrais nutolę nuo idealios savo vietos kristalinėje gardelėje. Tai padeda suprasti, kodėl susilpnėja medžiagos superlaidumo savybės – tai nenaudinga, jeigu norime, kad elektros srovė tekėtų be nuostolių, tačiau praverčia modeliuojant vadinamuosius superlaidžius kvantinės interferencijos įrenginius, kurie išnaudoja magnetinio lauko priklausomybę nuo tokių atomų padėčių išsikraipymų. Tokie įrenginiai gali išmatuoti itin mažus magnetinius laukus (pavyzdžiui, magnetoencefelografijoje).
Kelių pikometrų poslinkiai lemia daugybę fizikinių savybių, kurios nepaprastai svarbios kuriant įvairias technologijas. Kitas pavyzdys – titanitų feroelektrikai. Kristalo viduje skirtingų atomų elektriniai krūviai vieni kitų nepanaikina, nes atomų išsidėstymas nėra simetriškas, todėl susidaro elektriniai dipoliai, kurie sukuria kristalo poliarizaciją. Ši savybė panaudojama informacijai įrašyti (bitų pavidalu). Pavyzdys – PbZr0.2Ti0.8O3, kurio pagrindu gaminamos lustinės kortelės. Pasitelkę naujus elektroninės optikos metodus, mokslininkai gali išmatuoti kiekvieno atomo poslinkį ir pirmą kartą nustatyti lokalinę poliarizaciją.
„Tai naujos medžiagų fizikos pradžia, kuri leis tyrėjams tiksliai nustatyti fizikinius parametrus ir savybes, – džiaugiasi K. Urbanas. – Visa tai taip pat leis lengviau nustatytas savybes pritaikyti praktiškai“.