Pemenang Kompetisi Foto Sains Top Menangkap Atom Tunggal

Pada akhir sekolah menengah, kebanyakan dari kita memiliki gagasan tentang apa itu atom. Mereka adalah bentuk paling dasar dari elemen-elemen pada tabel periodik. Mereka adalah bola-bola kecil yang secara teoritis membentuk segala sesuatu di alam semesta, dari sel-sel di tubuh kita hingga udara yang kita hirup. Mereka dapat dipecah untuk membuat bom atom. Terkadang mereka digambar seperti tata surya proton bulat dan elektron yang mengorbit, meskipun tentu saja bukan itu yang sebenarnya terlihat. Seperti dengan begitu banyak konsep dalam sains, hal rumit tentang atom adalah kita tidak bisa benar-benar Lihat mereka.

Namun foto pemenang dalam kompetisi fotografi sains bergengsi di Inggris yang diselenggarakan oleh Dewan Riset Ilmu Pengetahuan dan Teknik Fisika (EPSRC) telah mengubah hal itu. Foto itu, yang diambil oleh fisikawan kuantum Universitas Oxford David Nadlinger, Ph.D., berjudul 'Atom Tunggal dalam Perangkap Ion. ”Judul itu cukup jelas: Nadlinger benar-benar menangkap foto atom tunggal dalam perangkat yang disebut perangkap ion.. Para ilmuwan terdekat yang datang untuk melakukan ini adalah ketika para peneliti Griffith University memotret bayangan dari atom pada 2012.

Tapi inilah atom Nadlinger, dengan segala kejayaannya yang sangat kecil. Anda mungkin harus menyipit.

Zooming ke ruang antara jebakan menunjukkan pandangan yang sedikit lebih baik dari atom, yang dijelaskan Nadlinger dengan mengacu pada kata-kata abadi Carl Sagan tentang planet kita.

"Gagasan untuk dapat melihat atom tunggal dengan mata telanjang telah mengejutkan saya sebagai jembatan yang sangat langsung dan mendalam antara dunia kuantum yang sangat kecil dan realitas makroskopis kita," kata Nadlinger dalam pernyataan EPSRC. “Perhitungan di belakang amplop menunjukkan angka ada di pihak saya, dan ketika saya berangkat ke lab dengan kamera dan tripod pada suatu hari Minggu yang sunyi, saya dihadiahi dengan gambar khusus berupa titik biru kecil pucat ini."

Perangkap ion adalah rangkaian perangkat yang menggunakan medan magnet dan listrik untuk menangkap partikel bermuatan individual (ion hanyalah atom yang tidak memiliki jumlah elektron yang stabil), yang berguna bagi fisikawan kuantum yang mempelajari waktu dan komputasi kuantum. Untuk mencegah atom melakukan zoom off, trap menggunakan ruang vakum yang sangat tinggi. Nadlinger mengambil foto ini dengan mengarahkan kameranya melalui jendela kamar ini, menangkap atom yang terperangkap dalam ruang 2 milimeter di antara dua jarum.

Atom dalam foto ini adalah ion strontium bermuatan positif; ketika cukup dari ion-ion ini bersatu, mereka membentuk apa yang kita kenal sebagai strontium logam berwarna keperakan. Tetapi karena kita hanya dapat melihat hal-hal yang memantulkan cahaya, Nadlinger menyinari atom dengan laser biru-violet tertentu, yang menyebabkan atom menyerap dan memancarkan kembali cahaya yang cukup untuk ditangkap oleh foto dengan paparan panjang.

Foto Nadlinger mungkin tidak membuat siswa sains lebih mudah untuk memahami struktur kuantum atom, yang mengharuskan penguraiannya menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan mustahil untuk difoto. Tapi setidaknya itu memberi otak kita yang berjuang dengan sesuatu yang nyata untuk diajak bekerja sama.