Физици за пръв път заснеха свободно движещи се атоми (СНИМКИ)

Американски учени за първи път успяха да заснемат свободно движещи се атоми, което открива нови хоризонти за изучаване на отдавна предсказани квантови феномени. Откритието е направено чрез изключително прецизна система за микроскопия, способна да замразява и снима отделни атоми, докато те свободно взаимодействат помежду си.

Изследователите от Масачузетския технологичен институт (MIT) са създали сложна камера с „атомна резолюция“, която първоначално поставя атомите в облак, където те могат да се движат свободно. След това, с помощта на лазерна светлина, атомите се „замразяват“ и се заснемат.

„Сега можем да наблюдаваме единични атоми в тези интересни атомни облаци и техните взаимодействия помежду им, което е забележително“, обяснява физикът Мартин Цвирлайн от MIT.

MIT physicists capture first images of atoms interacting in space

MIT scientists used a new imaging technique to observe bosons clustering and fermions beginning to pair — a key step toward understanding superconductivity. pic.twitter.com/yUM40OERnp

— Pubity (@pubity) May 14, 2025

Тази нова техника позволява изучаването на веществата на най-малките възможни мащаби, в квантовия свят, и учените вече са успели да разгледат отблизо няколко редки квантови явления. Сред тях е състоянието, известно като кондензат на Бозе-Айнщайн, образувано от бозони, и двойките фермиони. Също така е директно заснета и т.нар. вълна на Дьо Бройл – феномен, описан за първи път от френския физик Луи дьо Бройл, който стои в основата на съвременната квантова механика.

„Досега съществуващите техники позволяваха да се наблюдава само общата форма и структура на облак от атоми, но не и отделните атоми вътре в него“, уточнява Цвирлайн. „Това беше като да наблюдаваш облак в небето, без да виждаш отделните водни молекули, които го съставят.“

Проследяването на атоми е изключително трудно, тъй като те са едва една десета от нанометър – приблизително една милионна част от ширината на човешки косъм. Именно затова са необходими сложни системи за микроскопия и визуализация.

След успеха на първоначалния експеримент учените планират да използват тази технология за изследване на други типове взаимодействия и поведения на атомите. Особен интерес представляват най-редките и малко изследвани явления като квантовия ефект на Хол, където електроните проявяват необичайни взаимодействия с магнитни полета.

„Когато виждате подобни изображения, всъщност наблюдавате в реалността неща, които доскоро съществуваха само в математическия свят“, казва физикът от MIT Ричард Флетчър. „Това е красиво напомняне, че физиката изучава реални, физически явления.“

Изследването е публикувано в авторитетното списание Physical Review Letters.