በዓለም ላይ ለመጀመሪያ ጊዜ ሳይንቲስቶች የሞለኪውላዊ ቦንዶችን በማስተካከል ሂደት ውስጥ ነጠላ አተሞችን መፍታት ውስጥ የሞለኪውል ምስላዊ ምስል ማግኘት ችለዋል። የተገኘው ምስል በሚያስደንቅ ሁኔታ ከኬሚስትሪ የመማሪያ መጽሃፍት ስዕሎች ጋር ተመሳሳይ ሆነ።

እስካሁን ድረስ ሳይንቲስቶች ስለ ሞለኪውላዊ አወቃቀሮች ግምታዊ ድምዳሜዎች ብቻ ሊሰጡ ይችላሉ. ነገር ግን በአዲስ ቴክኖሎጂ በመታገዝ የግለሰብ አቶሚክ ቦንዶች - እያንዳንዳቸው ጥቂት አስር ሚሊዮኖች ሚሊሜትር ርዝመት ያላቸው - በዚህ ሞለኪውል ውስጥ የሚገኙትን 26 የካርቦን አቶሞች እና 14 ሃይድሮጂን አተሞችን በማገናኘት በግልፅ ይታያሉ። የዚህ ጥናት ውጤት ግንቦት 30 በሳይንስ መጽሔት ላይ ታትሟል.

የተሞካሪዎች ቡድን መጀመሪያ ላይ የካርቦን አቶሞች በሚደጋገሙ ባለ ስድስት ጎን ጥለት የተደረደሩበት ናኖስትራክቸሮችን ከግራፊን ፣ ባለ አንድ ንብርብር አቶሚክ ቁሳቁስ በትክክል ለመገጣጠም ያለመ ነበር። የካርቦን ቀፎ መፍጠር አተሞችን ከመስመር ሰንሰለት ወደ ባለ ስድስት ጎን አውታረመረብ እንደገና ማደራጀት ይጠይቃል። እንዲህ ዓይነቱ ምላሽ የተለያዩ ሞለኪውሎችን ይፈጥራል. የበርክሌይ ኬሚስት ፌሊክስ ፊሸር እና ባልደረቦቹ ሁሉንም ነገር በትክክል እየሰሩ መሆናቸውን ለማረጋገጥ ሞለኪውሎቹን በዓይነ ሕሊናዎ ለመመልከት ፈለጉ።

በፎቶው ውስጥ ያለው ካርቦን የያዘው ሞለኪውል ከመስተካከል በፊት እና በኋላ ይታያል, ሁለቱ በጣም የተለመዱ የምላሽ ምርቶችን በማካተት. የምስል ልኬት - 3 angstroms፣ ወይም 3 አስር-ቢሊየኖች የአንድ ሜትር

የግራፊን የምግብ አዘገጃጀትን ለመመዝገብ ፊሸር በጣም ኃይለኛ የኦፕቲካል መሳሪያ ያስፈልገዋል, እና በበርክሌይ ዩኒቨርሲቲ በቤተ ሙከራ ውስጥ የሚገኘውን አቶሚክ ማይክሮስኮፕ ተጠቀመ. ግንኙነት የሌላቸው የአቶሚክ ማይክሮስኮፖች በሞለኪውሎች የሚመነጩትን የኤሌክትሪክ ሃይሎችን ለማንበብ እጅግ በጣም ስሜታዊ የሆነ ስታይል ይጠቀማሉ። የመርፌው ጫፍ በሞለኪዩሉ ላይ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ በተለያዩ ክፍያዎች ይገለበጣል, ይህም አቶሞች እንዴት እንደሚደረደሩ እና በመካከላቸው ያለውን ትስስር የሚያሳይ ምስል ይፈጥራል.

በእሱ እርዳታ የተመራማሪዎች ቡድን የካርበን አተሞችን ብቻ ሳይሆን በመካከላቸው በኤሌክትሮኖች የተፈጠሩ ግንኙነቶችንም ማየት ችሏል. የቀለበት ቅርጽ ያለው ሞለኪውል በብር ወለል ላይ አስቀምጠው ቅርፁን እንዲቀይር አሞቁት። ቀጣይ ቅዝቃዜ የምላሽ ምርቶችን ማስተካከል ችሏል, ከነዚህም መካከል ሳይንቲስቶች የሚጠብቁት ሶስት ያልተጠበቁ ክፍሎች እና አንድ ሞለኪውል ነበሩ.

እስካሁን ድረስ ሳይንቲስቶች ሞለኪውላዊ መዋቅሮች መኖራቸውን ብቻ መገመት ይችላሉ. ዛሬ፣ በአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፒ እገዛ፣ አንድ ሞለኪውል (26 የካርቦን አቶሞች እና 14 ሃይድሮጂን አተሞች) የሚያገናኝ የግለሰብ አቶሚክ ቦንዶች (እያንዳንዳቸው ጥቂት አስር ሚሊዮኖች ሚሊሜትር ርዝመት ያላቸው) በግልፅ ይታያሉ።

መጀመሪያ ላይ ቡድኑ የካርቦን አተሞች በሄክሳጎን ቅጦች የተደረደሩበት ከግራፊን ከተሠሩ መዋቅሮች ጋር መሥራት ፈልጎ ነበር። የካርቦን የማር ወለላዎችን በመፍጠር አቶሞች ከመስመር ሰንሰለት ወደ ስድስት ጎን ተስተካክለዋል ። ይህ ምላሽ የተለያዩ ሞለኪውሎችን መፍጠር ይችላል።

በበርክሌይ የካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ ኬሚስት የሆኑት ፌሊክስ ፊሸር እና ባልደረቦቹ ሞለኪውሎቹን በትክክል ማግኘታቸውን ለማረጋገጥ በዓይነ ሕሊና ማየት ፈለጉ።

ከ90 ዲግሪ ሴልሺየስ በላይ ባለው የሙቀት መጠን ከሁለቱ በጣም ከተለመዱት የምላሽ ምርቶች ጋር እንደገና ከመደራጀቱ በፊት እና በኋላ የሚታየው ቀለበት ያለው ፣ ካርቦን የያዘ ሞለኪውል። መጠን፡ 3 አንገስትሮምስ ወይም ከሶስት እስከ አስር ቢሊዮንths የአንድ ሜትር ስፋት።

የግራፊን የምግብ አሰራርን ለመመዝገብ ፊሸር ኃይለኛ የምስል መሳሪያ ያስፈልገው እና ​​የካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ ባልደረባ ሚካኤል ክሮምሚ ወደነበረው ወደ አቶሚክ ሃይል ማይክሮስኮፕ ዞረ።

የማይገናኝ የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፒ (NC-AFM) በሞለኪውሎች የሚመነጨውን የኤሌክትሪክ ኃይል ለመገንዘብ በጣም ቀጭን እና ስሜታዊ ዳሳሽ ይጠቀማል። ጫፉ በሞለኪዩሉ ወለል አጠገብ ይንቀሳቀሳል, በተለያዩ ክፍያዎች እየተገለበጠ, አተሞች እንዴት እንደሚንቀሳቀሱ የሚያሳይ ምስል ይፈጥራል.

ግንኙነት የሌለው የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ ነጠላ-አተም ጫፍ በሹል መርፌ ንጣፉን "ይፈትሻል". የፎኖግራፍ መርፌ በመዝገብ ጓዶች ውስጥ እንደሚያልፍ ሁሉ መርፌው በጥናት ላይ ባለው ነገር ላይ ይንቀሳቀሳል። ከአቶሞች በተጨማሪ የአቶሚክ ቦንዶችን "መመርመር" ይቻላል

ስለዚህ ቡድኑ የካርቦን አተሞችን በዓይነ ሕሊናህ ለማየት ብቻ ሳይሆን በመካከላቸው ያለውን ትስስርም በጋራ ኤሌክትሮኖች መፍጠር ችሏል። የካርቦን ቀለበት አወቃቀሮችን በብር ሳህን ላይ አስቀምጠው ሞለኪውሉን እንደገና ለማደራጀት ሞቀ። የቀዘቀዘው ምላሽ ምርቶች ሶስት ያልተጠበቁ ምርቶችን እና በሳይንቲስቶች የሚጠበቁ አንድ ሞለኪውል ብቻ ይዘዋል.

ኤሌክትሮን ደመናዎችን የሚይዝ ሃይድሮጅን አቶም. እና ምንም እንኳን የዘመናችን የፊዚክስ ሊቃውንት የፕሮቶን ቅርፅን በአፋጣኝ እርዳታ ሊወስኑ ቢችሉም ፣ የሃይድሮጂን አቶም ፣ እንደሚታየው ፣ ትንሹ ነገር ሆኖ ይቀራል ፣ ምስሉ ፎቶግራፍ ለመጥራት ትርጉም ይሰጣል ። "Lenta.ru" ማይክሮዌልን ፎቶግራፍ ለማንሳት ዘመናዊ ዘዴዎችን አጠቃላይ እይታ ያቀርባል.

በትክክል ለመናገር፣ በአሁኑ ጊዜ ምንም ተራ ፎቶግራፍ የለም ማለት ይቻላል። በተለምዶ ፎቶግራፎች ብለን የምንጠራቸው እና ለምሳሌ በማንኛውም የ Lenta.ru ፎቶ ድርሰት ውስጥ ሊገኙ የሚችሉ ምስሎች የኮምፒዩተር ሞዴሎች ናቸው። በልዩ መሣሪያ ውስጥ ያለው የፎቶ ሴንሲቲቭ ማትሪክስ (በተለምዶ አሁንም “ካሜራ” ተብሎ የሚጠራው) የብርሃን ጥንካሬን በበርካታ የተለያዩ ስፔሻሊስቶች ውስጥ ያለውን የቦታ ስርጭትን ይወስናል ፣ የቁጥጥር ኤሌክትሮኒክስ ይህንን መረጃ በዲጂታል መልክ ያከማቻል ፣ እና ከዚያ ሌላ ኤሌክትሮኒክ ወረዳ ፣ በዚህ መሠረት ውሂብ, በፈሳሽ ክሪስታል ማሳያ ውስጥ ለትራንዚስተሮች ትዕዛዝ ይሰጣል. ፊልም, ወረቀት, ለሂደታቸው ልዩ መፍትሄዎች - ይህ ሁሉ እንግዳ ነገር ሆኗል. እና የቃሉን ትክክለኛ ትርጉም ካስታወስን, ፎቶግራፍ ማንሳት "የብርሃን ስዕል" ነው. ስለዚህ ሳይንቲስቶች ተሳክተዋል ማለት ምን ማለት ነው ፎቶግራፍ ለማንሳትአቶም የሚቻለው በተመጣጣኝ የመደበኛነት መጠን ብቻ ነው።

ከጠቅላላው የስነ ፈለክ ምስሎች ውስጥ ከግማሽ በላይ የሚሆኑት በኢንፍራሬድ ፣ በአልትራቫዮሌት እና በኤክስሬይ ቴሌስኮፖች የተወሰዱ ናቸው። የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፖች በብርሃን ሳይሆን በኤሌክትሮን ጨረሮች ያበራሉ፣ የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፖች ደግሞ የናሙናውን እፎይታ በመርፌ ይቃኛሉ። የኤክስሬይ ማይክሮስኮፕ እና ማግኔቲክ ድምጽ ማጉያ ምስል ስካነሮች አሉ። እነዚህ ሁሉ መሳሪያዎች የተለያዩ እቃዎች ትክክለኛ ምስሎችን ይሰጡናል, እና ምንም እንኳን በእርግጠኝነት, እዚህ ስለ "ብርሃን ስዕል" መናገር አስፈላጊ ባይሆንም, አሁንም እራሳችንን እንደነዚህ ያሉ ምስሎችን ፎቶግራፍ ለመጥራት እንፈቅዳለን.

የፊዚክስ ሊቃውንት የፕሮቶን ቅርፅን ወይም የኳርክን ስርጭትን ለመወሰን ከትዕይንቱ በስተጀርባ ይቀራሉ ። ታሪካችን በአተሞች ሚዛን ብቻ የተገደበ ይሆናል።

ኦፕቲክስ መቼም አያረጅም።

በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ ላይ እንደታየው የኦፕቲካል ማይክሮስኮፖች አሁንም ለማደግ ቦታ አላቸው. በባዮሎጂካል እና በሕክምና ምርምር ውስጥ ወሳኝ ጊዜ የፍሎረሰንት ማቅለሚያዎች እና የአንዳንድ ንጥረ ነገሮች መለያ ምልክት ለማድረግ የሚያስችሉ ዘዴዎች ብቅ ማለት ነው። “አዲስ ቀለም ብቻ” አልነበረም፣ እውነተኛ አብዮት ነበር።

ከተለመዱት የተሳሳቱ አመለካከቶች በተቃራኒ ፍሎረሰንት በጨለማ ውስጥ ብርሃን አይደለም (የኋለኛው ብርሃን ይባላል)። ይህ የአንድ የተወሰነ ሃይል ኳንታ የመምጠጥ ክስተት ነው (በማለት ሰማያዊ ብርሃን) ከዚያም የሌላው ዝቅተኛ ሃይል ልቀትና የተለየ ብርሃን (ሰማያዊ ሲዋጥ አረንጓዴ ይወጣል)። በቀለም የሚለቀቀውን ኳንታ ብቻ እንዲያልፍ የሚያስችል ማጣሪያ ካስገቡ እና ፍሎረሰንስን የሚያመጣውን ብርሃን የሚገድብ ከሆነ ደማቅ ቀለም ያለው ጥቁር ዳራ ማየት ይችላሉ እና ማቅለሚያዎች በምላሹ ናሙናውን በከፍተኛ ሁኔታ እየመረጡ ቀለም መቀባት ይችላሉ ። .

ለምሳሌ የነርቭ ሴል ሳይቶ አጽም ቀይ ቀለም፣ ሲናፕሶችን በአረንጓዴ ማድመቅ እና ኒውክሊየስን በሰማያዊ ማጉላት ይችላሉ። በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ በሴሉ የተዋሃዱ ሞለኪውሎች ወይም ሞለኪውሎች ላይ የፕሮቲን ተቀባይዎችን ለመለየት የሚያስችል የፍሎረሰንት መለያ መስራት ይችላሉ። የበሽታ መከላከያ ዘዴው ባዮሎጂያዊ ሳይንስን ቀይሮታል. እና የጄኔቲክ መሐንዲሶች ትራንስጂኒክ እንስሳትን በፍሎረሰንት ፕሮቲኖች እንዴት እንደሚሠሩ ሲማሩ ፣ ይህ ዘዴ እንደገና መወለድን አጋጥሞታል-አይጦች በተለያዩ ቀለም የተቀቡ የነርቭ ሴሎች እውን ሆነዋል ፣ ለምሳሌ።

በተጨማሪም, መሐንዲሶች ኮንፎካል ማይክሮስኮፕ ተብሎ የሚጠራውን ዘዴ (ተለማመዱ). ዋናው ነገር ማይክሮስኮፕ የሚያተኩረው በጣም ስስ ሽፋን ላይ በመሆኑ እና ልዩ ዲያፍራም ከዚህ ንብርብር ውጭ ባሉ ነገሮች የሚፈጠረውን ብርሃን ይቆርጣል። እንዲህ ዓይነቱ ማይክሮስኮፕ በቅደም ተከተል ናሙና ከላይ ወደ ታች መቃኘት እና የምስሎች ቁልል ማግኘት ይችላል, ይህም ለሶስት አቅጣጫዊ ሞዴል ዝግጁ የሆነ መሠረት ነው.

የሌዘር እና የተራቀቁ የኦፕቲካል ጨረሮች መቆጣጠሪያ ስርዓቶችን መጠቀም ማቅለሚያ መጥፋት እና ለስላሳ ባዮሎጂካል ናሙናዎች በደማቅ ብርሃን ማድረቅ ያለውን ችግር ለመፍታት አስችሏል-የሌዘር ጨረር ናሙናውን የሚቃኘው ለምስል አስፈላጊ በሚሆንበት ጊዜ ብቻ ነው. እና እይታ ጠባብ መስክ ጋር አንድ eyepiece በኩል ትልቅ ዝግጅት በመመርመር ጊዜና ጥረት ላለማባከን, መሐንዲሶች አውቶማቲክ ቅኝት ሥርዓት ሐሳብ: አንተ ዘመናዊ ማይክሮስኮፕ ነገር ደረጃ ላይ ናሙና ጋር አንድ ብርጭቆ ማስቀመጥ ይችላሉ, እና. መሣሪያው ራሱን የቻለ የጠቅላላው ናሙና ትልቅ ፓኖራማ ይይዛል። በተመሳሳይ ጊዜ, በትክክለኛው ቦታዎች ላይ, እሱ ያተኩራል, ከዚያም ብዙ ፍሬሞችን በአንድ ላይ ያጣብቅ.

አንዳንድ ማይክሮስኮፖች የቀጥታ አይጦችን፣ አይጦችን ወይም ቢያንስ ትንንሽ ኢንቬቴብራቶችን ማስተናገድ ይችላሉ። ሌሎች ደግሞ ትንሽ ጭማሪ ይሰጣሉ, ነገር ግን ከኤክስሬይ ማሽን ጋር ይደባለቃሉ. የንዝረት ጣልቃገብነትን ለማስወገድ ብዙዎቹ በቤት ውስጥ ብዙ ቶን በሚመዝኑ ልዩ ጠረጴዛዎች ላይ በጥንቃቄ ቁጥጥር ባለው ማይክሮ አየር ውስጥ ተጭነዋል። የእንደዚህ አይነት ስርዓቶች ዋጋ ከሌሎች የኤሌክትሮኖች ማይክሮስኮፖች ዋጋ ይበልጣል, እና እጅግ በጣም ውብ በሆነው ክፈፍ ውስጥ ያሉ ውድድሮች ከረጅም ጊዜ በፊት ባህል ሆነዋል. በተጨማሪም የኦፕቲክስ ማሻሻያ ይቀጥላል-ምርጥ የመስታወት ዓይነቶችን ፍለጋ እና ምርጥ የሌንስ ውህዶችን በመምረጥ, መሐንዲሶች ብርሃንን ወደ ማተኮር መንገዶች ተሸጋግረዋል.

በባዮሎጂካል ምርምር ውስጥ ያለው መሻሻል ከሌሎች አካባቢዎች እድገት ጋር የተቆራኘ መሆኑን ለማሳየት በተለይ በርካታ ቴክኒካዊ ዝርዝሮችን ዘርዝረናል. በበርካታ መቶ ፎቶግራፎች ውስጥ የቆሸሹ ሴሎችን በራስ ሰር ለመቁጠር የሚችሉ ኮምፒውተሮች ከሌሉ ሱፐር ማይክሮስኮፖች ብዙም ጥቅም አይኖራቸውም ነበር። እና ያለ ፍሎረሰንት ቀለም ሁሉም በሚሊዮን የሚቆጠሩ ሴሎች አንዳቸው ከሌላው ሊለያዩ አይችሉም, ስለዚህ የአዲሶችን አፈጣጠር ወይም የአሮጌዎችን ሞት መከተል ፈጽሞ የማይቻል ነው.

እንደ እውነቱ ከሆነ የመጀመሪያው ማይክሮስኮፕ ከእሱ ጋር የተያያዘ ሉላዊ መነፅር ያለው ክላምፕ ነበር. የእንደዚህ አይነት ማይክሮስኮፕ አናሎግ በውስጡ የተሰራ ቀዳዳ እና የውሃ ጠብታ ያለው ቀላል የመጫወቻ ካርድ ሊሆን ይችላል. አንዳንድ ሪፖርቶች እንደሚያሳዩት እንደነዚህ ያሉ መሳሪያዎች ባለፈው ክፍለ ዘመን በኮሊማ ውስጥ በወርቅ ማዕድን ማውጫዎች ጥቅም ላይ ውለው ነበር.

ከዲፍራክሽን ወሰን በላይ

የኦፕቲካል ማይክሮስኮፖች መሰረታዊ ችግር አለባቸው. እውነታው ግን ከብርሃን ሞገድ ቅርፅ ካለው የሞገድ ርዝመት በጣም ትንሽ ሆነው የተገኙትን የእነዚያን ነገሮች ቅርፅ ወደነበረበት መመለስ የማይቻል ነው-እርስዎ እንዲሁ የእቃውን ጥሩ ሸካራነት በእጅዎ ለመመርመር መሞከር ይችላሉ ። ወፍራም ብየዳ ጓንት.

በዲፍራክሽን የተፈጠሩት ገደቦች በከፊል ተሸንፈዋል, እና የፊዚክስ ህጎችን ሳይጥሱ. ሁለት ሁኔታዎች የኦፕቲካል ማይክሮስኮፖች በዲፍራክሽን አጥር ውስጥ እንዲዘፈቁ ይረዳሉ-በፍሎረሰንት ኳንታ ጊዜ በግለሰብ ቀለም ሞለኪውሎች (እርስ በርሳቸው በጣም ሩቅ ሊሆኑ ይችላሉ) እና የብርሃን ሞገዶችን በማንፀባረቅ ደማቅ ብርሃን ማግኘት ይቻላል. ከሞገድ ርዝመት ያነሰ ዲያሜትር ያለው ቦታ።

አንዳቸው በሌላው ላይ በሚደራረቡበት ጊዜ የብርሃን ሞገዶች እርስ በእርሳቸው መሰረዝ ይችላሉ, ስለዚህ, የናሙና አብርኆት መለኪያዎች በጣም ትንሹ ቦታ ወደ ብሩህ ክልል ውስጥ ይወድቃል. ለምሳሌ ghostingን ማስወገድ ከሚችሉ የሂሳብ ስልተ ቀመሮች ጋር በማጣመር እንዲህ አይነት አቅጣጫዊ መብራት በምስል ጥራት ላይ አስደናቂ መሻሻልን ይሰጣል። ለምሳሌ ፣ የውስጠ-ህዋስ አወቃቀሮችን በኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ መመርመር እና (የተገለፀውን ዘዴ ከኮንፎካል ማይክሮስኮፕ ጋር በማጣመር) ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ምስሎቻቸውን ማግኘት ይቻላል ።

የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ከኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች በፊት

አተሞችን እና ሞለኪውሎችን ለማግኘት ሳይንቲስቶች እነሱን መመልከት አላስፈለጋቸውም - ሞለኪውላዊ ንድፈ ሐሳብ ነገሩን ማየት አያስፈልገውም. ነገር ግን ማይክሮባዮሎጂ ሊሳካ የቻለው ማይክሮስኮፕ ከተፈለሰፈ በኋላ ብቻ ነው. ስለዚህ, በመጀመሪያ, ማይክሮስኮፖች ከህክምና እና ከባዮሎጂ ጋር በትክክል ተያይዘዋል-የፊዚክስ ሊቃውንት እና ኬሚስቶች በሌሎች ዘዴዎች የሚተዳደሩ በጣም ትናንሽ ቁሳቁሶችን ያጠኑ. በተጨማሪም ማይክሮኮስምን ለመመልከት በሚፈልጉበት ጊዜ, የዲፍራክሽን ውስንነት ከባድ ችግር ሆኗል, በተለይም ከላይ የተገለጹት የፍሎረሰንስ ማይክሮስኮፕ ዘዴዎች አሁንም ያልታወቁ ናቸው. እና ሊታሰብበት የሚገባው ነገር እንኳን ያነሰ ከሆነ ጥራትን ከ 500 ወደ 100 ናኖሜትር ለመጨመር ትንሽ ትርጉም የለም!

ኤሌክትሮኖች እንደ ሞገድ እና እንደ ቅንጣት ሊያሳዩ እንደሚችሉ ስለሚያውቁ ከጀርመን የመጡ የፊዚክስ ሊቃውንት በ1926 ኤሌክትሮን ሌንስ ፈጠሩ። ከስር ያለው ሀሳብ በጣም ቀላል እና ለማንኛውም የትምህርት ቤት ልጅ ሊረዳ የሚችል ነበር፡ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስኩ ኤሌክትሮኖችን ስለሚቀይር የእነዚህን ቅንጣቶች ጨረር ቅርፅ ወደ ተለያዩ አቅጣጫዎች በመሳብ ወይም በተቃራኒው ለመቀነስ ሊያገለግል ይችላል ። የጨረር ዲያሜትር. ከአምስት ዓመታት በኋላ በ1931 ኤርነስት ራስካ እና ማክስ ኖል የመጀመሪያውን የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ሠሩ። በመሳሪያው ውስጥ, ናሙናው በመጀመሪያ በኤሌክትሮን ጨረሮች ተብራርቷል, ከዚያም የኤሌክትሮን ሌንስ በልዩ የብርሃን ስክሪን ላይ ከመውደቁ በፊት ያለፈውን ጨረር አስፋፍቷል. የመጀመሪያው ማይክሮስኮፕ 400 ጊዜ ብቻ አጉላ ነበር ነገር ግን ብርሃንን በኤሌክትሮኖች መተካት በመቶ ሺዎች ለሚቆጠሩ ጊዜያት በማጉላት ፎቶግራፍ ለማንሳት መንገድ ከፍቷል: ንድፍ አውጪዎች ጥቂት ቴክኒካዊ እንቅፋቶችን ማሸነፍ ብቻ ነበር.

የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ከዚህ ቀደም ሊደረስበት በማይችል ጥራት ውስጥ የሴሎችን አወቃቀር ለመመርመር አስችሏል. ነገር ግን ከዚህ ስዕል የሴሎች እድሜ እና በውስጣቸው የተወሰኑ ፕሮቲኖች መኖራቸውን ለመረዳት የማይቻል ነው, እና ይህ መረጃ ለሳይንቲስቶች በጣም አስፈላጊ ነው.

የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፖች አሁን በቅርብ የቫይረስ ፎቶግራፎችን ይፈቅዳሉ። በቀጭን ክፍሎች ውስጥ እንዲበሩ ብቻ ሳይሆን በ "የተንጸባረቀ ብርሃን" (በሚያንጸባርቁ ኤሌክትሮኖች ውስጥ) ግምት ውስጥ እንዲገቡ የሚፈቅዱ የተለያዩ የመሳሪያዎች ማሻሻያዎች አሉ. ስለ ማይክሮስኮፕ አማራጮች ሁሉ በዝርዝር አንነጋገርም, ነገር ግን በቅርብ ጊዜ ተመራማሪዎች ምስልን ከዲፍራክሽን ንድፍ እንዴት እንደሚመልስ ተምረዋል.

ይንኩ እንጂ አያዩም።

ሌላ አብዮት የመጣው "አብርሆት እና እዩ" ከሚለው መርህ የበለጠ ለመውጣት ወጪ ነው። የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ፣ እንዲሁም የመቃኛ መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ፣ በናሙናዎቹ ገጽ ላይ አይበራም። በምትኩ፣ በተለይ ቀጭን መርፌ በምድሪቱ ላይ ይንቀሳቀሳል፣ ይህም ቃል በቃል የአንድ አቶም መጠን በሚያክሉ እብጠቶች ላይ እንኳን ይወጣል።

ወደነዚህ ሁሉ ዘዴዎች ዝርዝር ውስጥ ሳንገባ ዋናውን ነገር እናስተውላለን-የመሿለኪያ ማይክሮስኮፕ መርፌ በመሬቱ ላይ መንቀሳቀስ ብቻ ሳይሆን አተሞችን ከቦታ ወደ ቦታ ለማስተካከልም ይጠቅማል። ሳይንቲስቶች በዚህ መንገድ ነው አንድ የተሳለ ልጅ በአተም የሚጫወትባቸውን ጽሑፎች፣ ሥዕሎች እና ካርቱን ሳይቀር ይፈጥራሉ። በመቃኛ መሿለኪያ ማይክሮስኮፕ ጫፍ የተጎተተ እውነተኛ የxenon አቶም።

በኳንተም ሜካኒክስ በተተነበየው የመሿለኪያ ውጤት ምክንያት ኤሌክትሮኖች በመርፌው እና በገጹ መካከል ባለው ክፍተት መካከል ባለው ክፍተት ውስጥ ያልፋሉ ምክንያቱም የቶንሊንግ ማይክሮስኮፕ ይባላል። ይህ መሳሪያ ለመስራት ቫክዩም ያስፈልገዋል።

የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ (ኤኤፍኤም) በአካባቢያዊ ሁኔታዎች ላይ በጣም አነስተኛ ፍላጎት ያለው ነው - (በተወሰኑ ገደቦች) ያለ አየር ፓምፕ ሊሠራ ይችላል. በተወሰነ መልኩ፣ AFM የግራሞፎን ናኖቴክ ተከታይ ነው። በቀጭኑ እና ተጣጣፊ የካንቴለር ቅንፍ ላይ የተገጠመ መርፌ ( cantileverእና “ቅንፍ” አለ) ፣ በላዩ ላይ ቮልቴጅ ሳይተገበር በላዩ ላይ ይንቀሳቀሳል እና የናሙናውን እፎይታ በተመሳሳይ መንገድ የግራሞፎን መርፌ በግራሞፎን መዝገብ ውስጥ ይከተላል። የካንቴሉ መታጠፍ በላዩ ላይ የተስተካከለው መስተዋቱ እንዲዛባ ያደርገዋል, መስተዋቱ የሌዘር ጨረርን ያራግፋል, እና ይህ በጥናት ላይ ያለውን ናሙና ቅርጽ በትክክል ለመወሰን ያስችላል. ዋናው ነገር መርፌውን ለማንቀሳቀስ ትክክለኛ ትክክለኛ ስርዓት ፣ እንዲሁም ፍጹም ስለታም መሆን ያለበት መርፌዎች አቅርቦት መኖር ነው ። በእንደዚህ ዓይነት መርፌዎች ጫፍ ላይ ያለው የክርቬት ራዲየስ ከአንድ ናኖሜትር ሊበልጥ አይችልም.

ኤኤፍኤም የግለሰብ አተሞችን እና ሞለኪውሎችን እንዲመለከቱ ይፈቅድልዎታል ፣ ግን እንደ ዋሻ ማይክሮስኮፕ ፣ በናሙናው ወለል ስር እንዲመለከቱ አይፈቅድልዎትም ። በሌላ አነጋገር ሳይንቲስቶች አተሞችን ማየት መቻል እና ሙሉውን ነገር ማጥናት መቻልን መምረጥ አለባቸው። ይሁን እንጂ ለኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ እንኳን ቢሆን, የተጠኑ ናሙናዎች ውስጣዊ ነገሮች ሁልጊዜ ተደራሽ አይደሉም, ምክንያቱም ማዕድናት ወይም ብረቶች ብዙውን ጊዜ ብርሃንን በደንብ ያስተላልፋሉ. በተጨማሪም, አተሞችን ፎቶግራፍ ለማንሳት አሁንም ችግሮች አሉ - እነዚህ ነገሮች እንደ ቀላል ኳሶች ይታያሉ, እንደዚህ ባሉ ምስሎች ውስጥ የኤሌክትሮን ደመናዎች ቅርፅ አይታይም.

በፍጥነት መጨናነቅ የተበተኑትን የተከሰሱ ቅንጣቶች በሚቀንስበት ጊዜ የሚከሰተው ሲንክሮትሮን ጨረሮች የቅድመ ታሪክ እንስሳትን ቅሪት ለማጥናት ያስችላል። ናሙናውን በኤክስሬይ ስር በማዞር ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ቲሞግራም ማግኘት እንችላለን - ለምሳሌ ፣ አንጎል የተገኘው ከ 300 ሚሊዮን ዓመታት በፊት በጠፋው የዓሣ ቅል ውስጥ የተገኘው በዚህ መንገድ ነው። የተላለፈው የጨረር መመዝገቢያ በዲፍራክሽን ምክንያት የተበተኑትን ራጅዎች በማስተካከል ከሆነ ያለ ማሽከርከር ይችላሉ.

እና ይህ ኤክስሬይ የሚከፈቱት ሁሉም አማራጮች አይደሉም። ከእርሱ ጋር irradiated ጊዜ ብዙ ቁሶች fluoresce, እና ንጥረ ያለውን ኬሚካላዊ ስብጥር በ fluorescence ተፈጥሮ ሊታወቅ ይችላል: በዚህ መንገድ, ሳይንቲስቶች ጥንታዊ ቅርሶች ቀለም, በመካከለኛው ዘመን ውስጥ አርኪሜዲስ ተሰርዟል ወይም ቀለም. ለረጅም ጊዜ የጠፉ ወፎች ላባዎች.

አተሞች መትከል

በኤክስሬይ ወይም በኦፕቲካል ፍሎረሰንስ ዘዴዎች ከሚቀርቡት ሁሉም እድሎች ዳራ አንጻር፣ የግለሰብ አቶሞችን ፎቶግራፍ የማንሳት አዲስ መንገድ በሳይንስ ውስጥ ትልቅ ግኝት አይመስልም። በዚህ ሳምንት የቀረቡትን ምስሎች ለማግኘት ያስቻለው ዘዴው ዋናው ነገር እንደሚከተለው ነው-ኤሌክትሮኖች ከ ionized አተሞች ነቅለው ወደ ልዩ ጠቋሚ ይላካሉ. እያንዳንዱ የ ionization ድርጊት ኤሌክትሮንን ከተወሰነ ቦታ ነቅሎ በ "ፎቶ" ላይ አንድ ነጥብ ይሰጣል. ሳይንቲስቶቹ በሺዎች የሚቆጠሩ እንደዚህ ያሉ ነጥቦችን ካከማቹ በኋላ በአቶም አስኳል ዙሪያ ኤሌክትሮን ለማግኘት በጣም ሊሆኑ የሚችሉ ቦታዎችን የሚያሳይ ምስል ሠሩ ፣ እና ይህ በትርጓሜ ፣ ኤሌክትሮን ደመና ነው።

ለማጠቃለል ያህል፣ የግለሰብ አተሞችን በኤሌክትሮን ደመና የማየት ችሎታቸው በዘመናዊ ማይክሮስኮፒ ኬክ ላይ እንደ ቼሪ ነው እንበል። የሳይንስ ሊቃውንት የቁሳቁሶችን አወቃቀር ለማጥናት, ሴሎችን እና ክሪስታሎችን ለማጥናት አስፈላጊ ነበር, እና በዚህ ምክንያት የቴክኖሎጂዎች እድገት ወደ ሃይድሮጂን አቶም ለመድረስ አስችሏል. ያነሰ ማንኛውም ነገር አስቀድሞ በአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ፊዚክስ ውስጥ የልዩ ባለሙያዎች ፍላጎት ሉል ነው። እና ባዮሎጂስቶች፣ የቁሳቁስ ሳይንቲስቶች እና ጂኦሎጂስቶች ከአቶሞች ጋር ሲነፃፀሩ በመጠኑ ማጉላት እንኳን ማይክሮስኮፖችን ለማሻሻል ቦታ አላቸው። ለምሳሌ የኒውሮፊዚዮሎጂ ባለሙያዎች በህያው አእምሮ ውስጥ ያሉትን ነጠላ ህዋሶች ማየት የሚችል መሳሪያ እንዲኖራቸው ከረዥም ጊዜ ጀምሮ ሲፈልጉ የቆዩ ሲሆን የሮቨሮች ፈጣሪዎች ነፍሳቸውን በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ በመሸጥ በጠፈር መንኮራኩር ላይ የሚገጣጠም እና በማርስ ላይ ይሰራል።

ከዩናይትድ ስቴትስ የመጡ የፊዚክስ ሊቃውንት በፎቶ ላይ የግለሰባዊ አተሞችን በምስል ጥራት ለመቅረጽ ችለዋል ሲል Day.Az Vesti.ru ን ዋቢ በማድረግ ዘግቧል።

በዩናይትድ ስቴትስ የሚገኘው የኮርኔል ዩኒቨርሲቲ ሳይንቲስቶች ከግማሽ አንስትሮም (0.39 Å) ያነሰ ጥራት ያለው ፎቶ ላይ የግለሰብ አተሞችን ማንሳት ችለዋል። የቀደሙት ፎቶግራፎች በግማሽ ጥራት - 0.98 Å.

አተሞችን ማየት የሚችሉ ኃይለኛ የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፖች ለግማሽ ምዕተ-አመት ያህል ኖረዋል፣ ነገር ግን ውህደታቸው ከአማካይ አቶም ዲያሜትር በሚበልጥ ረጅም የሞገድ ርዝመት የተገደበ ነው።

ስለዚህ ሳይንቲስቶች በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፖች ውስጥ ምስሉን የሚያተኩሩ እና የሚያጎሉ የሌንስ ዓይነቶችን አናሎግ ይጠቀማሉ - መግነጢሳዊ መስክ ናቸው። ነገር ግን, በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ያለው መለዋወጥ ውጤቱን ያዛባል. ማዛባትን ለማስወገድ መግነጢሳዊ መስክን የሚያስተካክሉ ተጨማሪ መሳሪያዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ, ግን በተመሳሳይ ጊዜ የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ዲዛይን ውስብስብነት ይጨምራሉ.

ቀደም ሲል የኮርኔል ዩኒቨርሲቲ የፊዚክስ ሊቃውንት ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ፒክስል አርራይ መፈለጊያ (ኢምፓድ) ሠርተው ወደ ውስጥ የሚገቡ ኤሌክትሮኖችን የሚያተኩሩትን የጄነሬተሮችን ውስብስብ ሥርዓት በመተካት በአንድ አነስተኛ ድርድር 128x128 ፒክሰሎች ለግለሰብ ኤሌክትሮኖች ተጋላጭ ናቸው። እያንዳንዱ ፒክሰል የኤሌክትሮን ነጸብራቅ አንግል ይመዘግባል; ሳይንቲስቶች የፒቲዮግራፊ ዘዴን በመጠቀም የኤሌክትሮኖችን ባህሪያት እንደገና ይገነባሉ, የተለቀቀበትን ነጥብ መጋጠሚያዎች ጨምሮ.

አተሞች በከፍተኛ ጥራት

ዴቪድ A. ሙለር እና ሌሎች. ተፈጥሮ, 2018.

በ 2018 የበጋ ወቅት, የፊዚክስ ሊቃውንት የተገኙትን ምስሎች ጥራት ለማሻሻል እስከዛሬ ድረስ ሪከርድ ሰባሪ መፍትሄ ለማሻሻል ወሰኑ. ሳይንቲስቶች ባለ 2D ቁስ - ሞሊብዲነም ሰልፋይድ MoS2 - በሚንቀሳቀስ ጨረር ላይ አስተካክለው ጨረሩን በተለያዩ ማዕዘኖች ወደ ኤሌክትሮን ምንጭ በማዞር የኤሌክትሮን ጨረሮችን ለቀቁ። ሳይንቲስቶች EMPAD እና ፕቲዮግራፊን በመጠቀም በግለሰብ ሞሊብዲነም አተሞች መካከል ያለውን ርቀት ወስነዋል እና የ 0.39 Å ሪከርድ ጥራት ያለው ምስል አግኝተዋል.

ከሙከራው ደራሲዎች አንዱ የሆነው ሶል ግሩነር (ሶል ግሩነር) “በእርግጥ በዓለም ላይ ትንሹን ገዥ ፈጥረናል። በተፈጠረው ምስል ውስጥ የ 0.39 Å ሪከርድ ጥራት ያለው የሰልፈር አተሞችን ማየት ተችሏል. ከዚህም በላይ፣ እንዲህ ዓይነት አቶም የጠፋበትን ቦታ እንኳ ለማየት ችለናል (በቀስት የተገለጸ)።

የሰልፈር አተሞች በመዝገብ ጥራት

በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ የፍሬዲ ሜርኩሪ ሞት ያስከተለው መቅሰፍት በሺዎች የሚቆጠሩ ሰዎችን በየዓመቱ ወደ ህያው ዓለም መመለስ አይቻልም።
የሰው ልጅ ጠላት በሳይንስ ክበቦች ውስጥ ኤችአይቪ በሚለው ስም ስር የሚሄደውን የኤድስ ቫይረስ ሞለኪውል እንመለከታለን እና እናስታውሳለን።

ይህ በግምት ሴሎች ወደ ራሳቸው የሚከፋፈሉበት መንገድ ነው።
በሥዕሉ ላይ የእርሾው ሕዋስ የመከፋፈል ጊዜ.

ማንኛውም ባዮሎጂካል ፍጡር፣ ሰውም ሆነ ተክል፣ በጂኖች የተዋቀረ ነው።
አንድ ሙሉ የጂኖች ሰንሰለት በመርህ ደረጃ, በአብዛኛው የተመካው, በተወሰኑ ጂኖች እጥረት ምክንያት, አንድ ሰው በቀላሉ ወደ ተክልነት ይለወጣል. በተፈጥሮ ውስጥ የተገላቢጦሽ ሂደት ገና አልታየም.
በሥዕሉ ላይ, የእጽዋት ጂን አረብኛ ነው, እዚህ በ 3 ዲ ውስጥ ነው.

አዎ፣ ምናልባት ማንኛውም ተማሪ ይህን ምስል ይገነዘባል!
በጥቃቅን ፀጉሮች የተከበበ የቲማቲም ዘር ለመዳሰስ ያህል። ዘሩን ያለጊዜው ከመድረቅ መከላከል.

እነሆ፣ የናፈቀው የአብዛኛው የሰው ልጅ ሕልም!
ለዚህ ይዞታ ረጅምና ደም አፋሳሽ ጦርነቶች ተደርገዋል፣ አላፊ አግዳሚዎች ተገድለዋል፣ በበረኛው ላይ ተዘርፈዋል። መላው የሰው ልጅ ታሪክ በዚህ ውስጥ ይሳተፋል.