Дослідники з Массачусетського технологічного інституту створили перший і поки єдиний у світі мікроскоп, який здатний розрізняти окремі ферміони – частинки з напівцілими значеннями спина. Одним з представників цих фундаментальних субатомних частинок є, наприклад, кварк, що входить до складу протонів і нейтронів.
Вченим MIT дійсно вдалося зробити прорив у виробництві високоточних мікроскопів, адже їх дітище дозволяє досить докладно розглядати скупчення з тисяч ферміонів. Мікроскоп використовує магнітну пастку і систему лазерів для того, щоб охолодити і в підсумку заморозити скупчення субатомних частинок в одному положенні.
Процес фотографування частинок досить незвичайний. Якщо коротко: атоми калія поміщаються в магнітну пастку, де їх остуджують лазером. Атом поглинає фотон з лазерного променя, при цьому охолоджується і переходить на один енергетичний рівень нижче, випускаючи свій власний фотон. Цей самий фотон і вловлює лінза мікроскопа, поступово складаючи з отриманих даних загальну картину розташування частинок.
Вчені з MIT створили перший у світі ферміонний мікроскоп
У 2010 році фізики Гарвардського університету створили мікроскоп, здатний розрізняти окремі бозони. У 2010 році був створений другий такий мікроскоп в Інституті квантової оптики імені Макса Планка. Але до сьогоднішнього дня в світі не було приладу, який би зміг розрізнити окремі ферміони. Тепер ця ніша, нарешті, більше не пустує.
«Ми намагалися зробити для науки те ж саме, що зробили вчені до нас, розробивши бозонний мікроскоп. Наша задача виявилася куди складніше, тому що атоми, з якими довелося працювати, не так-то просто остудити. Так що нам довелося придумати абсолютно новий спосіб остудити їх, при цьому спостерігаючи за ними з боку », – розповів пресі один з керівників проекту професор Мартін Цвірлейн.
Створення ферміонного мікроскопа дозволить вченим заглянути туди, куди не заглядала ще жодна людина до них. Хто знає, які таємниці відкриються людству в найближчому майбутньому. Але в одному можна бути впевненими напевно: наука не стоїть на місці, вона змінюється і постійно змінює світ навколо нас.
