Mặc dù về nguyên tắc, các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng các nguyên tử tồn tại, vẫn còn một bóng người nghi ngờ, bởi vì không ai có thể nhìn thấy các nguyên tử bằng mắt.

Bây giờ các nhà khoa học có thể thu được hình ảnh của các nguyên tử trên màn hình máy tính, di chuyển các nguyên tử trên bề mặt bằng một công cụ đặc biệt - kính hiển vi quét đường hầm (STM).

Nguyên tử và dụng cụ đo thông thường

Không thể nhìn thấy các nguyên tử trong kính hiển vi thông thường vì kích thước nhỏ của cái sau - từ bốn đến mười sáu phần tỷ đường kính một centimet. Lông trên cánh tay dày hơn gấp triệu lần. Không thể sử dụng ánh sáng thông thường để chiếu sáng một nguyên tử, bởi vì sóng của ánh sáng khả kiến ​​là gấp hai đến năm nghìn lần đường kính của nguyên tử.

Kính hiển vi quét sử dụng hiệu ứng đường hầm

STM không phải là một thiết bị quang học với thị kính, nơi bạn có thể nhìn vào mắt. Đây là một công cụ máy tính với một đầu đặc biệt, có thể đặt rất gần bề mặt thử nghiệm. Khi đầu di chuyển, các electron trượt qua khe hở giữa đầu và vật liệu bề mặt. Kết quả là, một dòng điện có thể được ghi lại. Ở sự thay đổi nhỏ nhất về khoảng cách giữa bề mặt và đầu - điện cực, cường độ của dòng điện thay đổi.

Như các nguyên tử đã thấy

Một bề mặt có vẻ hoàn toàn nhẵn đối với chúng ta là rất, rất sần ở cấp độ nguyên tử. Một điện cực đăng ký mỗi độ cao, ngay cả khi nó không vượt quá kích thước của một nguyên tử.Máy tính vẽ bản đồ ba chiều của bề mặt, xem xét từng nguyên tử của nó. Kết quả là, chúng ta có thể thấy các nguyên tử của người Viking.

Sử dụng STM, các nhà khoa học đã học được cách điều khiển các nguyên tử. Lúc đầu, các nguyên tử được làm lạnh đến âm 270 độ C, rất gần với nhiệt độ không tuyệt đối, ở nhiệt độ thấp như vậy, các nguyên tử trở nên gần như bất động.

Sử dụng điện cực STM trong trường hợp này, người ta có thể sử dụng từ trường để di chuyển các nguyên tử khi chúng thấy phù hợp và thậm chí viết từ trên bề mặt của chất. Những từ này được viết giống như những từ trong sách dành cho người khiếm thị bằng chữ nổi. Những chữ cái nguyên tử này chỉ có thể được đọc bằng STM.