Questa è la fotografia di un singolo atomo, visibile a occhio nudo.

Vuoi vedere gli atomi? Questa è l'immagine di un singolo atomo, completamente visibile a occhio nudo.

• Gli atomi sono così piccoli che è quasi impossibile vederli senza un microscopio.
• Ma ora, una foto di un atomo, vincitrice di un premio, mostra una singola particella in un campo elettrico, visibile a occhio nudo se si guarda molto attentamente.
• Questo è un atomo di stronzio, che ha 38 protoni; Il diametro di un atomo di stronzio è di pochi milionesimi di millimetro.

Tutta la materia ordinaria dell'Universo è composta da minuscoli elementi costitutivi, troppo piccoli per essere visti a occhio nudo. Ma noi esseri umani non permetteremmo che i limiti fisici dei nostri occhi ci impedissero di guardare le cose che vogliamo vedere, non è vero?

La svolta nell'imaging atomico ha implicazioni e applicazioni per la fisica e l'ingegneria, offrendoci la straordinaria capacità di studiare la struttura atomica in alta risoluzione e in tre dimensioni. Possiamo usarlo per qualsiasi cosa, dalla scienza dei materiali alle comunicazioni quantistiche.

Per definizione, l'atomo è l'unità fondamentale della materia, contenente un nucleo centrale circondato da una nuvola di elettroni caricati negativamente. Gli atomi sono davvero piccoli, con diametri pari a pochi decimi di nanometro. Infatti, sono così piccole che non è possibile vederle a occhio nudo, nemmeno con l'ausilio dei più moderni microscopi.

Tuttavia, un'immagine pubblicata di recente mostra la forma di un atomo che fluttua in un campo elettrico, ed è sufficientemente "grande" da essere visibile a occhio nudo, senza bisogno di alcun tipo di microscopio.

Questa incredibile foto appartiene al fotografo David Nadlinger e si intitola "Singolo atomo in una trappola ionica" . Questa immagine, che ha vinto anche il concorso di fotografia scientifica dell'Engineering and Physical Sciences Research Council del Regno Unito, raffigura la forma di un singolo atomo di stronzio immerso in un forte campo elettrico e colpito da un raggio laser, che fa sì che l'atomo emetta luce.

Sebbene il singolo atomo di stronzio in questa foto sia visibile a occhio nudo, per vederlo dovrete sicuramente sforzare la vista e guardare attentamente. Nello specifico, se guardate attentamente il centro della foto, vedrete un minuscolo e debole puntino blu. Questo è un atomo di stronzio, illuminato da un laser blu-violetto.

Lo stronzio è stato scelto come “personaggio principale” della foto a causa delle dimensioni atomiche di questo elemento metallico alcalino-terroso. Lo stronzio ha un numero atomico di 38 protoni e il diametro di un atomo di stronzio è di pochi milionesimi di millimetro. Normalmente, queste dimensioni sono ancora troppo piccole per essere viste a occhio nudo, ma gli scienziati hanno utilizzato un trucco ingegnoso per far apparire gli atomi molto più luminosi.

Di conseguenza, l'atomo di stronzio nella foto è stato esposto a un laser ad alta potenza, che ha fatto sì che gli elettroni in orbita attorno all'atomo venissero energizzati. Questi elettroni energizzati emettono luce intensa. Quando viene raggiunta un'energia sufficiente, gli elettroni emettono una luce sufficientemente intensa da consentire a una macchina fotografica convenzionale di catturare un'immagine dell'atomo.

Ciò non significa però che saremo in grado di vedere completamente gli atomi a occhio nudo. L'immagine sopra è una fotografia a lunga esposizione, il che significa che in realtà la luce intensa emessa dagli elettroni dell'atomo di stronzio è ancora troppo debole perché l'occhio umano possa percepirla. Bisogna invece usare la funzione di lunga esposizione della macchina fotografica per "raccogliere" abbastanza luce emessa dagli atomi e inserirla nella foto in modo che sia visibile.