Atomitason suurennuslasi

Maailman pienin suurennuslasi tekee mahdolliseksi nähdä yksittäisiä atomien välisiä kemiallisia sidoksia.

Pienten kultahiukkasien ominaisuuksia avulla, tutkijat ovat keskittäneet valoa pienemmäksi kuin yksittäinen atomi. Temppu antaa mahdollisuuden katsoa yksittäisien molekyylien sisäisiä kemiallisia sidoksia ja avaa uusia tapoja tutkia valoa ja ainetta.

Cambridgen yliopiston tutkijoiden johdolla on luotu maailman pienin optinen kaviteetti. Se on niin pieni, että vain yksi molekyyli mahtuu sen sisälle.

Lasersäteilytyksellä ja kultaisista nanorakenteista aikaansaatu pikokaviteetti on yhden atomin kokoinen. Sen plasmoninen nanorakenne rajoittaa valon alle yhden nanokuutiometrin kokoon.

Tulokset avaavat uusia tapoja tutkia valon ja jonkin aineen vuorovaikutusta, mukaan lukien mahdollisuuden tehdä ontelossa molekyylejä uudenlaisien kemiallisien reaktioiden kautta, mikä voi mahdollistaa kehittää aivan uudenlaisia antureita.

Rakenne toimii -260 °C lämpötiloissa ja sen avulla tutkijat saattoivat seurata yksittäisen atomin liikettä reaaliaikaisesti muutaman minuutin verran.

"Jopa yksittäiset kulta-atomit käyttäytyvät meidän kokeissa aivan kuin pienet metalliset kuulalaakerit, johtaen elektronien vaelteluun, mikä on hyvin erilaista kuin niiden kvanttielämä, jossa elektronit ovat sidoksissa ytimeen", toteaa tutkimusta johtanut Cambridgen professori Jeremy Baumberg.

Havainnoilla on mahdollista avata kokonaan uudenlainen tutkimuskenttä valon katalysoimiin kemiallisiin reaktioihin, mikä mahdollistaa monimutkaisten molekyylien rakentamisen pienemmistä osista.

Lisäksi on olemassa mahdollisuus uudenlaisille opto-mekaanisille tallennuslaitteille, joka mahdollistaisi informaation kirjoittamisen ja luennan valolla ja tallennuksen molekyylien värinän muodossa.