პირველად ფიზიკოსებმა ერთი ატომის რენტგენის გადაღება შეძლეს

უძლიერესმა მიკროსკოპებმა უკვე მოგვცეს ცალკეული ატომების სურათები,
მაგრამ მისი ბუნების იდენტიფიცირების გარეშე. ამისთვის, ფიზიკოსებს
სჭირდებოდათ მათი რენტგენის გადაღება. რენტგენის გადაღება მათზე უკვე
შესაძლებელია.
რენტგენი გამოიყენება აეროპორტებში ბარგის სკანირებისთვის, მაგრამ ასევე
საავადმყოფოებში, მოტეხილი ძვლების დასანახად. NASA-მ აღჭურვა მავალი Curiosity,
რათა მას შეეძლო გაეანალიზებინა მარსის ქანების შემადგენლობა. ეს არის რენტგენის
სხივების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოყენება დღეს. მკვლევართა ჯგუფმა
ოჰაიოს უნივერსიტეტის ფიზიკოსის ხელმძღვანელობით (აშშ) ახლახანს მიაღწია
სანახაობრივ გარღვევას ამ სფეროში, ერთი ატომის წარმატებით რენტგენის
გამოსხივებით.
უნდა აღინიშნოს, რომ აქამდე ინსტრუმენტების მგრძნობელობა არ იძლეოდა ერთზე
ნაკლები ატოგრამის ნიმუშების გამოკვლევის საშუალებას. 10-18 გრამზე ნაკლები
მესმის, ის პატარაა, მაგრამ ის მაინც წარმოადგენს დაახლოებით 10000 ატომს. ჩვენ უკეთ
გვესმის, რატომ საუბრობენ მეცნიერები “სიზმარზე, რომელიც რეალობად იქცევა”.

“ეს აღმოჩენა გარდაქმნის ჩვენს სამყაროს”

„ატომების რეგულარულად გადაღება შესაძლებელია სკანირების მიკროსკოპით, მაგრამ
რენტგენის გარეშე ვერ გეტყვით, რისგან არიან დამზადებული. ახლა ჩვენ შეგვიძლია
ზუსტად ამოვიცნოთ კონკრეტული თითო ატომის ტიპი, და ერთდროულად გავზომოთ
მისი ქიმიური მდგომარეობა “ – თქვა ოჰაიოს უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა Saw Wai Hla
პრესრელიზში. „ამ ტექნოლოგიას შეუძლია რევოლუცია მოახდინოს კვლევაში და
წარმოქმნას ახალი ტექნოლოგიები ისეთ სფეროებში, როგორიცაა კვანტური ინფორმაცია
და კვალი ელემენტების აღმოჩენა, გარემოსა და სამედიცინო კვლევებში, რომ
დავასახელოთ რამდენიმე“, დასძენს Tolulope Michael Ajayi, ნაშრომების პირველი
ავტორი. “უდავოა, ეს აღმოჩენა გარდაქმნის ჩვენს სამყაროს” – დასძენს Saw Wai Hla.

როდესაც რენტგენის სხივები, ლურჯი ფერით, ანათებს რკინის ატომს, წითლად
მოლეკულის ცენტრში, ცენტრალური დონის ელექტრონები აღგზნებულია. რენტგენის
სხივებით აღგზნებული ელექტრონები შემდეგ „გვირაბდება“ დეტექტორის წვერამდე,
ნაცრისფერში, გადახურული ატომური/მოლეკულური ორბიტალებით, რაც
უზრუნველყოფს მნიშვნელოვან ინფორმაციას რკინის ატომის შესახებ. © ოჰაიოს
უნივერსიტეტი (OHIO UNIVERSITY).

ეს ინფორმაცია აღებულია ატომის პირველი რენტგენის სურათიდან.

არანაკლებ თორმეტი წელია, რაც ფიზიკოსი მუშაობს ამ ტექნოლოგიის განვითარებაზე.
გზა გრძელი იყო. ჩვენ გვესმის მისი ენთუზიაზმი.
ის, რისი იდენტიფიცირებაც მკვლევარებმა საბოლოოდ მოახერხეს, არის რკინის ატომი
(Fe) და ტერბიუმის ატომი (Tb), რომლებიც ჩასმულია მოლეკულებში. ეს ყველაფერი ამ
მიზნით სპეციალურად შექმნილი ინსტალაციის წყალობით. იმის გამო, რომ რენტგენის
გამოსხივება ერთი ატომიდან უკიდურესად სუსტია, მკვლევარებმა გააუმჯობესეს
არსებული დეტექტორები, ნიმუშთან ახლოს ლითონის წვერის განლაგებით, რენტგენის
სხივებით აღგზნებული ელექტრონების უფრო ეფექტურად შესაგროვებლად.
მეცნიერები ტექნიკას რენტგენის სინქროტრონის სკანირების გვირაბის მიკროსკოპიას
(SX-STM) უწოდებენ.
ოჰაიოს უნივერსიტეტის მკვლევართა მთავარი მოტივაცია იყო, შეემუშავებინათ გზა,
რათა წარმატებით გაეგოთ მასალების ქიმიური და ფიზიკური თვისებები ფუნდამენტურ
დონეზე. დაფუძნებულია ერთ ატომზე. ამრიგად, ატომის რენტგენის ხელმოწერის
მიღების გარდა, მთავარი მიზანი იყო ამ მეთოდის გამოყენება იშვიათი დედამიწის
ატომზე გარემოს გავლენის შესასწავლად. „ჩვენ ასევე აღმოვაჩინეთ ცალკეული
ატომების ქიმიური მდგომარეობა“, ამბობს Saw Wai Hla და რკინის ატომისა და
ტერბიუმის ატომის ქიმიური მდგომარეობების მოლეკულურ მასპინძლებში
შედარებისას აღმოვაჩენთ, რომ მეორე, იშვიათი მიწიერი ლითონი, საკმარისად
იზოლირებულია და არ ცვლის თავის ქიმიურ მდგომარეობას, ხოლო პირველი ძლიერად
ურთიერთქმედებს გარემოსთან. ”