แม้ว่าตามหลักการแล้วนักวิทยาศาสตร์รู้มานานแล้วว่ามีอะตอมอยู่ แต่ยังมีเงาแห่งความสงสัยอยู่เพราะไม่มีใครสามารถมองเห็นอะตอมด้วยตาของพวกเขา

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถรับภาพของอะตอมบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ย้ายอะตอมบนพื้นผิวโดยใช้เครื่องมือพิเศษ - กล้องจุลทรรศน์การสแกนอุโมงค์ (STM)

อะตอมและเครื่องมือวัดทั่วไป

มันเป็นไปไม่ได้ที่จะเห็นอะตอมในกล้องจุลทรรศน์ธรรมดาเพราะขนาดเล็กของหลัง - จากสิบสี่ถึงสิบหกพันล้านของเส้นผ่านศูนย์กลาง ขนบนแขนหนากว่าล้านเท่า เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้แสงธรรมดาเพื่อส่องสว่างอะตอมเนื่องจากคลื่นของแสงที่มองเห็นนั้นมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางสองถึงห้าพันเท่าของอะตอม

สแกนกล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์

STM ไม่ใช่อุปกรณ์ออพติคอลที่มีช่องมองภาพซึ่งคุณสามารถมองเข้าไปในตาได้ นี่เป็นเครื่องมือที่ใช้คอมพิวเตอร์ที่มีเคล็ดลับพิเศษซึ่งสามารถวางไว้ใกล้กับพื้นผิวการทดสอบ เมื่อทิปเคลื่อนที่อิเล็กตรอนจะเลื่อนผ่านช่องว่างระหว่างส่วนปลายและวัสดุพื้นผิว เป็นผลให้สามารถบันทึกกระแสไฟฟ้า ที่ระยะห่างระหว่างพื้นผิวและอิเล็กโทรดทิปเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุดความแข็งแรงของกระแสไฟฟ้าจะเปลี่ยนไป

ดังที่อะตอมเห็น

พื้นผิวที่ดูเหมือนราบรื่นที่สุดสำหรับเรานั้นเป็นก้อนมากในระดับอะตอม อิเล็กโทรดจะบันทึกระดับความสูงแต่ละครั้งแม้ว่าจะไม่เกินขนาดของอะตอมคอมพิวเตอร์วาดแผนที่สามมิติของพื้นผิวโดยพิจารณาจากอะตอมแต่ละตัว เป็นผลให้เราสามารถ "ดู" อะตอม

เมื่อใช้ STM นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้วิธีจัดการกับอะตอม ในตอนแรกอะตอมจะเย็นลงถึงลบ 270 องศาเซลเซียสซึ่งอยู่ใกล้กับอุณหภูมิที่เป็นศูนย์แน่นอนที่อุณหภูมิต่ำเช่นนี้อะตอมก็เกือบจะนิ่ง

การใช้อิเล็กโทรด STM ในกรณีนี้เราสามารถใช้สนามแม่เหล็กเพื่อย้ายอะตอมตามที่เห็นสมควรและแม้กระทั่งเขียนคำบนพื้นผิวของสาร คำเหล่านี้เขียนในลักษณะเดียวกับคำในหนังสือสำหรับคนตาบอดในอักษรเบรลล์ ตัวอักษรอะตอมเหล่านี้สามารถอ่านได้โดยใช้ STM