นักวิทยาศาสตร์ถ่ายภาพเงาของอะตอมเดี่ยวๆ ได้เป็นครั้งแรก

By: terminus
Writer
on Sat, 14/07/2012 - 23:47

นับจากที่เราเริ่มพัฒนากล้องจุลทรรศน์ในคริสตศตวรรษที่ 17 วงการวิทยาศาสตร์ก็ก้าวหน้าไปอย่างมาก ปี 2012 นี้ทีมนักวิทยาศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยกริฟฟิธ ประเทศออสเตรเลีย ได้สาธิตถ่ายภาพเงาของอะตอมเดี่ยวๆ เป็นครั้งแรกในโลก

อะตอมที่พวกเขาใช้มาเป็นนายแบบ (ถ้าเฟมินิสต์คนไหนไม่พอใจ ให้อ่านเป็น "นางแบบ" แทนเอาเองในใจนะครับ) ในครั้งนี้ คือ ไอออนของ Ytterbium (Yb) โดยพวกเขาแยกอะตอมเดี่ยวๆ ออกมาแล้วจับขังไว้ในสนามไฟฟ้าที่เป็นสุญญากาศ (Radio Frequency Paul trap) จากนั้นก็ฉายแสงเข้าไปให้เกิดเงาตกกระทบลงบนหน่วยรับภาพ CCD

แสงที่ฉายเข้าไปนี้ถูกคำนวณเป็นอย่างดีทั้งความยาวคลื่น, ทิศทางและความเข้มแสง เนื่องจากอะตอมของ Ytterbium ดูดกลืนแสงที่เรามองเห็นได้ (visible light) เฉพาะความยาวคลื่นบางความยาวคลื่นเท่านั้น ไม่ได้ดูดกลืนหมดทั้งแถบสเปกตรัม ทิศทางของแสงและความเข้มของแสงจะถูกปรับเล็งให้เกิดเงาที่เข้มที่สุด มีความแตกต่าง (contrast) ระหว่างเงากับแสงพื้นหลังมากที่สุด

ภาพที่ถ่ายได้นั้นก็มีหน้าตาเป็นจุดดำๆ ล้อมรอบด้วยแถบการหักเหของแสง อย่างที่เห็นในภาพข้างล่าง


เครดิตภาพ Benjamin G. Norton, Griffith University

ศ. Dave Kielpinski หนึ่งในทีมวิจัยกล่าวอย่างภาคภูมิใจว่า "เราได้มาถึงขีดจำกัดสูงสุดแห่งการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์แล้ว ย่านสเปกตรัมของแสงที่มองเห็นได้ไม่สามารถถ่ายภาพอะไรที่เล็กกว่าอะตอมได้อีก"

ความสำเร็จในครั้งนี้ไม่ใช่แค่บทพิสูจน์ความสามารถของนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่มันยังอาจจะมีประโยชน์ต่อไปในภายภาคหน้าได้อย่างหลากหลาย เช่น ใช้ในการอ่านข้อมูลจากอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม, ใช้วิเคราะห์รูปแบบโครงสร้างของโมเลกุลที่ซับซ้อน เป็นต้น

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน Nature Communications doi:10.1038/ncomms1944

ที่มา - Science Illustrated (ออสเตรเลีย), PhysOrg, Popular Science, National Geographic


ป.ล. ผมได้ลองค้นคว้าจากแหล่งข้อมูลทางวิชาการ ก็พบว่าประเทศไทยเองก็มีการศึกษาวิจัยด้านการถ่ายภาพอะตอมมาสักระยะหนึ่งแล้ว

นี่เป็นภาพตัวอย่างงานวิจัยอันน่าจะมีประโยชน์ทางการวิเคราะห์สำหรับผู้สนใจ


ภาพน้องอะตอมจาก Kapook

อูย... ผมขอตัวไปทำวิจัยเพิ่มเติมก่อนนะ

8 Comments

neizod's picture

เอางี้มั้ยครับ ถ้าธาตุไหนที่อยู่ในหมู่เลขคี่ ให้เป็นผู้ชาย ส่วนธาตุในหมู่เลขคู่ก็ให้เป็นผู้หญิง อิอิ

g-man's picture

น้องอะตอมนี้เคยไปถ่ายบิกินีน้องสองหน ใครบอกอะตอมเป็นจุดเล็กๆนี้ผมว่าตาไม่ดีแน่ หึหึหึหึหึหึ

superballsj2's picture

ถ้าผมวิ่งเข้าชนอะตอม จะเกิดอะไรขึ้นครับ

terminus's picture

ถ่ายคลิปมาแล้วกันครับ เน้นอะตอมให้ชัดๆ นะ

virusfowl's picture

เม้นในข่าวนี้ไม่มีใครชื่นชมกับผลงานของนักวิทย์เขาเลยเหรอ? มีแต่อะไรตอมๆ ตู้มๆ กันเนี่ย XD