L’àtom que en realitat és el rastre de l’àtom

Aquesta imatge ha guanyat el premi d’un concurs de fotografia científica organitzat pel Consell de Recerca d’Enginyeria i Ciències Físiques del Regne Unit. L’han titulat “Àtom atrapat en una trampa de ions” i naturalment ha guanyat molta visibilitat. Sembla increïble que hagin pogut fotografiar un àtom i que sigui possible veure’l amb una foto normal.

Si mirem la foto ampliada es pot veure millor. Per fer-nos una idea de les dimensions, la distància entre els dos elèctrodes del centre és d’un parell de mil·límetres.

Evidentment, el que passa és que no és exactament l’àtom el que estem veient. La cosa és una mica més subtil.

La fotografia sembla que, efectivament, ha captat la presència d’un únic àtom d’estronci, mantingut capturat dins la trampa de ions. Els camps elèctrics generats pels elèctrodes que te al costat el mantenen contingut en una cambra de buit. Contingut però no pas immòbil. L’àtom va vibrant i movent-se per una regió limitada de l’espai.

D’altra banda, el que han fet és enviar-hi un feix de llum làser. Aleshores l’àtom absorbeix part de l’energia de la llum i la torna a emetre amb un color diferent Això vol dir que emet fotons amb una longitud d’ona diferent de la del làser. El que ha captat la fotografia són aquests fotons. El detall és que com que l’àtom no para quiet, els fotons van sortint de diferents llocs de la trampa depenent d’on estigui l’àtom en cada moment.

Com que l’àtom es mou de pressa i com que va emetent fotons sense parar, el que la càmera capta és la regió per on s’ha mogut i per on ha anat deixant anar fotons. Com quan fas una foto de llarga exposició d’una carretera de nit i et surten les franges de llum deixades pels fars els cotxes.

De manera que la foto no és exactament d’un àtom sinó del rastre deixat per l’àtom mentre s’anava movent. L’efecte és el d’una esfera, però evidentment un àtom és infinitament més petit que la esfera que veiem a la foto. Una imatge d’un àtom real és una cosa bastant més abstracta i menys bonica.

Dit això, cal reconèixer que la fotografia és impressionant.

3 comentaris

  • Josep Ma Rovira

    17/02/2018 16:48

    En terminologia de fotografia han fet una foto correguda. La gràcia és què havent quedat correguda s’ha recollit prou fotons com perquè l’àtom sigui visible (en realitat és una estela de llum car no identifica on és l’àtom).

    Resumint una mala foto, una excel·lent imatge.

    Dani, has deixat l’estronci com “algú” amb qui s’hi pot treballar. Bo, molt bo. Ja posats l’àtom dolent, el pom per pesat? L’Urani per “catxondo”? hehehe

  • Daniel Closa

    15/02/2018 20:46

    En concret era l’ió 88Sr+ de manera que tenia una càrrega positiva i això permetia atrapar-lo a la trampa d’ions. I entenc que l’estronci el triaven perquè emet determinada llum en resposta al làser. Altres tipus d’àtoms (estrictament de ions) també haurien servit, però interessava que fos un que emetés una mena de llum que fos fàcil de captar amb la càmera. Segurament també era perquè l’equip deu tenir experiència treballant amb ell.

  • Pons

    15/02/2018 15:00

    I han escollit l’estronci per alguna cosa en concret?