Bilim adamları, prensip olarak, atomların varlığını uzun zamandır biliyor olsalar da, hala bir şüphe gölgesi kaldı, çünkü kimse atomları gözleriyle göremedi.
Şimdi bilim adamları bir bilgisayar ekranında atom görüntülerini elde edebilir, özel bir araç tarama tünelleme mikroskobu (STM) kullanarak yüzeydeki atomları hareket ettirebilirler.
Atomlar ve Konvansiyonel Ölçüm Cihazları
Atomların küçük bir boyutu nedeniyle geleneksel bir mikroskopta atomları görmek imkansızdır - çapı bir santimetrenin dört ila on altı milyarda biri. Koldaki saç milyonlarca kat daha kalındır. Bir atomu aydınlatmak için sıradan ışık kullanmak imkansızdır, çünkü görünür ışık dalgası atom çapının iki ila beş bin katıdır.
Tarama tünel mikroskopu
STM, göze bakabileceğiniz bir göz merceğine sahip optik bir cihaz değildir. Bu, test yüzeyine çok yakın yerleştirilebilen özel bir ucu olan bilgisayarlı bir araçtır. Uç hareket ettikçe, elektronlar uç ve yüzey malzemesi arasındaki boşluktan kayar. Sonuç olarak, bir elektrik akımı kaydedilebilir. Yüzey ve uç elektrot arasındaki mesafedeki en ufak bir değişiklikle, elektrik akımının gücü değişir.
Atomların gördüğü gibi
Bizim için mükemmel pürüzsüz görünen bir yüzey atom seviyesinde çok, çok topaklı. Bir elektrot, bir atomun boyutunu aşmasa bile her bir yüksekliği kaydeder.Bilgisayar, atomlarının her birini göz önünde bulundurarak üç boyutlu bir yüzey haritası çizer. Sonuç olarak atomları “görebiliriz”.
Bilim adamları STM'yi kullanarak atomların nasıl manipüle edileceğini öğrendiler. İlk başta, atomlar eksi 270 dereceye kadar soğutulur, bu mutlak sıfır sıcaklığa çok yakındır, bu kadar düşük bir sıcaklıkta atomlar neredeyse hareketsiz hale gelir.
Bu durumda STM elektrotunu kullanarak, atomları uygun gördükleri gibi hareket ettirmek ve hatta maddenin yüzeyine kelimeler yazmak için manyetik alanı kullanabilir. Bu kelimeler, Braille alfabesindeki körlerin kitaplarındaki kelimelerle aynı şekilde yazılmıştır. Bu atom harfleri sadece STM kullanılarak okunabilir.