Pertama Gambar Pernah Struktur Orbital Hydrogen Atom

Apa yang Anda lihat adalah pengamatan langsung pertama dari elektron orbital atom - fungsi gelombang atom yang sebenarnya! Untuk menangkap gambar, peneliti menggunakan mikroskop kuantum baru - sebuah perangkat baru yang luar biasa yang benar-benar memungkinkan para ilmuwan untuk menatap ke dalam dunia kuantum.

Struktur orbital adalah ruang dalam atom yang ditempati oleh elektron. Tapi ketika menggambarkan sifat super mikroskopis materi, para ilmuwan harus bergantung pada fungsi gelombang - cara matematis menggambarkan keadaan kuantum fuzzy partikel, yaitu bagaimana mereka berperilaku dalam ruang dan waktu. Biasanya, fisikawan kuantum menggunakan formula seperti persamaan Schrödinger untuk menggambarkan kondisi ini, sering datang dengan bilangan kompleks dan grafik mewah.

Sampai titik ini, para ilmuwan tidak pernah mampu untuk benar-benar mengamati fungsi gelombang. Mencoba untuk melihat sekilas atom tepat posisi atau momentum elektron tunggal yang sudah seperti mencoba menangkap segerombolan lalat dengan satu tangan, pengamatan langsung memiliki ini cara jahat mengganggu koherensi kuantum. Apa yang telah diminta untuk menangkap keadaan kuantum penuh adalah alat yang dapat rata-rata statistik banyak pengukuran dari waktu ke waktu.


Tapi bagaimana untuk memperbesar negara mikroskopis partikel kuantum? Jawabannya, menurut sebuah tim peneliti internasional, adalah mikroskop kuantum - sebuah perangkat yang menggunakan photoionization mikroskop untuk memvisualisasikan struktur atom secara langsung.

Menulis di Physical Review Letters, Aneta Stodolna dari FOM Institut Fisika Atom dan Molekuler (AMOLF) di Belanda menjelaskan bagaimana dia dan timnya memetakan struktur nodal dari orbital elektronik atom hidrogen ditempatkan dalam statis (dc) medan listrik .

Setelah kejutan listrik atom dengan pulsa laser, elektron terionisasi melarikan diri dan mengikuti lintasan tertentu ke detektor 2D (piring ganda microchannel [MCP] detektor ditempatkan tegak lurus terhadap bidang itu sendiri). Ada banyak lintasan yang dapat diambil oleh elektron untuk mencapai titik yang sama pada detektor, sehingga memberikan peneliti dengan satu set pola interferensi - pola yang mencerminkan struktur nodal dari fungsi gelombang.

Dan para peneliti berhasil melakukannya dengan menggunakan lensa elektrostatik yang diperbesar gelombang elektron keluar lebih dari 20.000 kali.

source : io9  dunia fisika dan American Physical Society.