Вчені з MIT створили перший у світі ферміонний мікроскоп

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту створили перший, та поки що єдиний у світі мікроскоп, який здатний розрізняти окремі ферміони – частинки з напівцілим значеннями спина. Представником цих фундаментальних субатомних частинок є, наприклад, кварк, який входить до складу протонів і нейтронів.

Ферміонний мікроскоп
Ферміонний мікроскоп

Вченим MIT вдалося зробити прорив у виробництві високоточних мікроскопів, адже їх дітище дозволяє досить докладно розглядати скупчення з тисяч ферміонів.

Щоб охолодити, і в підсумку заморозити скупчення субатомних частинок в одному положенні, мікроскоп використовує магнітну пастку і систему лазерів.

Процес фотографування часток досить незвичайний. Атоми калія поміщаються в магнітну пастку, де їх охолоджують лазером. Атом поглинає фотон з лазерного променю, 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.

картинка з ферміонного мікроскопу
картинка з ферміонного мікроскопу

В 2010 році фізики Гарвардського університету створили мікроскоп, що зміг розрізняти окремі бозони. В 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.

ферміонной мікроскоп
ферміонной мікроскоп

«Ми намагалися зробити для науки те ж саме, що зробили вчені до нас, розробивши бозонний мікроскоп. Наша задача виявилася куди складнішою, тому що атоми, з якими довелося працювати, не так вже й просто остудити. Так що нам довелося придумати абсолютно новий метож їх охолодження, при цьому спостерігаючи за ними з боку», – поділився з пресою один з керівників проекту професор Мартін Цвірлейн.

Створення ферміонного мікроскопа дозволить вченим заглянути туди, куди не заглядала ще жодна людина. Які таємниці відкриються людству в найближчому майбутньому завдяки цьому винаходу – покаже час. Та в одному можна бути впевненими напевно: наука не стоїть на місці, вона змінюється і постійно змінює світ навколо нас.