Снято первое в мире видео формирования атомарных связей (видео)

Исследование атомов любого вещества проводится с использованием сложных лабораторных инструментов, которые позволяют ученым наблюдать проходящие на атомарном уровне процессы отвлеченно, через влияние частиц на окружающую среду. Однако исследования ученых из Ульмского университета в Германии позволило заснять реальное видео формирования взаимной связи между атомами химического вещества рений (Re). Процесс съемки носил активный характер, в ходе которого именно сама запись инициировала начало процесса формирования атомной связи. Отснятое видео уже называют «лучшим короткометражным фильмом года».


Основным лабораторным прибором для исследования стал трансмиссионный электронный микроскоп, принцип работы которого аналогичен обыкновенному фотоаппарату. Однако вместо фотонов света падающих на светочувствительную пленку, как это происходит в фотоаппарате, в микроскопе поток электронов проникает сквозь тонкий образец материала. Процесс снимается с высочайшей степенью разрешения - на представленном видео можно наблюдать отдельные атомы Re, диаметр которых составляет всего 0,2 нм.

В качестве своеобразной пробирки, в которой был заснят процесс, была использована одностенная углеродная нанотрубка диаметром около 1 нм. Ученые обосновали выбор для наблюдения материала Re, сравнительно большими размерами его атомов, которые относятся к классу «средних» атомов. Направленный пучок электронов, испускаемый микроскопом, придал атомам импульс и предоставил энергию для формирования связи на уровне атомов «рений-рений».

В процессе съемки видео ученые смогли доказать, что направленный пучок электронов способен инициировать процессы на атомарном уровне. При этом форма нанотрубки оказывает влияние на атомы и создает условия для формирования различных связей в металлах. На следующих этапах будут проведены эксперименты с металлами имеющими атомы другой величины.