У гонитві за фотографією атома
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Намагаючись проникнути у світ атома засобами електронної оптики, дослідники ось вже кілька років не можуть переступити рубіж, що відокремлює молекулу від атома. Роздільна здатність кращих із створених досі електронних мікроскопів не перевищує 10 ангстрем (мільйонної частки міліметра). Щоб побачити атом, цього недостатньо: потрібно розрізняти деталі розміром близько одного ангстрема і навіть менше. Чи можна добитися цього за допомогою електронного мікроскопа?
Кілька місяців тому французькі вчені почали налагодження найбільшого в світі електронного мікроскопа, що працює на напрузі в півтора мільйона вольт. Прилад, сконструйований групою фахівців з Інституту електронної оптики в Тулузі, встановлений в спеціальній будівлі-кулі діаметром 24 метри.
Так як при роботі приладу виникає потужне рентгенівське випромінювання, зображення розглядають на екрані. Управління мікроскопом, зрозуміло, дистанційне. «Пильність» нового мікроскопа (вона залежить від робочої напруги) – порядку десятих часток ангстрема. Однак, щоб деталі таких розмірів не «потонули» у структурі екрану або кліше, оптична система повинна забезпечувати збільшення порядку мільйона разів. Але, на жаль, з підвищенням робочої напруги електронного мікроскопа збільшується і фокусна відстань його магнітних лінз. Це ахіллесова п’ята всіх подібних приладів. Незважаючи на всі хитрощі, французам так і не вдалося домогтися необхідного збільшення.
Сфотографувати атом поки не вдалося. Але зате виявилося, що за допомогою цього мікроскопа можна спостерігати і фотографувати живі клітини. Досі при фотографуванні препарати містилися в камері, з якої відкачують повітря. Клітини при цьому, звичайно, гинули. У нового ж приладу потужність електронного пучка така велика, що тонкий шар повітря йому не перешкода. Герметична камера об’ємом 0,1 кубічного сантиметра, в якій міститься зріз живої тканини, «прозорий» для електронів, що мчаться майже зі швидкістю світла. Так що на екрані можна бачити живі клітини, збільшені в сотні тисяч разів.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.