haupszyks
Komentarze: 0
Naukowcy z California Institute of Technology (Caltech) niedawno
opracowali nowe techniki obrazowania, które teraz pozwoliły im na
wykonanie zdjęć pół elektrycznych tworzących się wskutek interakcji
elektronów i fotonów. Mogli też śledzić zmiany zachodzące w strukturach
w skali atomowej.
Czterowymiarowa mikroskopia (4D) wykorzystuje
pojedynczy elektron, który do tradycyjnej mikroskopii elektronowej
wprowadza wymiar czasu, dzięki czemu możliwe jest śledzenie zmian w
skali atomowej.
Podczas testów naukowcy byli w stanie skupiać strumień elektronów na wybranym przez siebie obszarze obserwowanego obiektu.
W
tradycyjnej mikroskopii strumień elektronów uderza w obiekt, elektrony
odbijają się od atomów obiektu, trafiają do detektora, dzięki któremu
uzyskujemy obraz. Jeśli jednak atomy obiektu się poruszają, obraz jest
zamazany, przez co części detali nie można dostrzec.
Uczeni z
Caltechu wykorzystali impulsy elektronów w miejsce stałego ich
strumienia. Najpierw testowa próbka, w tym wypadku był to kawałek
krystalicznego krzemu, jest podgrzewana za pomocą krótkiego impulsu
lasera. Następnie trafia w nią femtosekundowy impuls elektronów. Dzięki
temu, że trwa on niewiarygodnie krótko, atomy w próbce nie zdążą
przemieścić się na zbyt dużą odległość, dzięki czemu uzyskujemy ostry
obraz. Odpowiednio dobierając czas pomiędzy kolejnymi podgrzaniami
próbki a bombardowaniem jej elektronami, naukowcy mogą wykonać całą
serię "fotografii", którą następnie składają w "film". Technikę tą
opracował wybitny naukowiec Ahmed Zewail, laureat Nagrody Nobla w
dziedzinie chemii.
Brał on też udział, wraz z Brettem Barwickiem
i Davidem Flanniganem, w stworzeniu techniki nazwanej indukowaną przez
fotony mikroskopią elektronową bliskiego pola (PINEM). Korzysta ona z
faktu, że w nanostrukturach fotony generują zanikające pole
elektryczne, które może być źródłem energii dla elektronów. Uczeni
wykorzystali ten fakt do oświetlania niektórych materiałów impulsem
lasera, co powodowało, że materiały te zaczynały "świecić". Rozbłysk
trwał bardo krótko, od dziesiątek do setek femtosekund, wystarczająco
jednak długo, by udało się go zarejestrować.
Podczas swoich
eksperymentów uczeni oświetlali impulsami lasera węglowe nanorurki i
srebrne nanokable. Natychmiast po impulsie laserowym w kierunku próbek
wysyłano elektrony, które "żywiły" się energią generowanych przez
fotony pól elektrycznych. Ilość energii pobieranej przez elektrony była
proporcjonalna do długości fali światła laserowego. Technika ta pozwala
na obrazowanie zanikających pól elektrycznych dzięki badaniom zmian w
poziomie energii poszczególnych elektronów.
Jak zauważyli twórcy
nowej techniki, otwiera ona nowe możliwości przed specjalistami
zajmującymi się plazmoniką, fotoniką i dyscyplinami pokrewnymi. To, co
jest najbardziej interesujące z punktu widzenia fizyki to fakt, że
możemy obrazować fotony za pomocą elektronów. W przeszłości, z powodu
trudności w odróżnieniu energii i momentu elektronów i fotonów, nie
sądziliśmy, że uda się uzyskać technikę podobną do PINEM czy że uda się
zwizualizować to w czasie i przestrzeni - stwierdził Zewail.
To dało początek fizyce kwantowej. Dziś już wiemy, że ani czas, ani przestrzeń, energia czy masa nie zmieniają się liniowo.
Paradoks
Zenona z Elei – paradoks filozoficzny, ale również matematyczny i
fizyczny. Jeśli czas i przestrzeń będziemy rozumieć jako wielkości
ciągłe, linearne to ... ano pomyślmy.
Biegacz musi przebiec jakąś
ściśle określoną odległość. Zanim jednak osiągnie metą musi najpierw
pokonać 1/2 długości, ale zanim to osiągnie musi najpierw dobiec do
1/4, no ale przedtem musi najpierw dobiec do 1/8, i tak w
nieskończoność.
Konkluzja : biegacz ma do przebycia nieskończoną
ilość odcinków, natomiast czas jest co prawda nieograniczony, ale
skończony. Zadanie zatem niewykonalne. Nigdy nie ukończy swego biegu.
Jeśli
przyjmiemy, że paradoks jest słuszny dla dowolnej długości, to
dojdziemy do wniosku, że biegacz nie może nawet zacząć biegu. Dystans
1 mm to też dystans.
W starożytności miały udowodnić tezę, że
ruch w świecie, który postrzegamy, jest złudzeniem,które nie jest
możliwe w rzeczywistości.
Dodaj komentarz