Tek Bir Atomun Fotoğrafı Çekildi!

Yukarıdaki fotoğrafta iki elektrot arasında “soluk mavi bir nokta” görüyorsunuz. Bu nokta aslında boşlukta asılı duran bir atom ve siz onu çıplak gözle görebiliyorsunuz! Peki bu nasıl mümkün?

Gördüğümüz atom, iyon tuzağında tutulan ve lazer ışığıyla aydınlatılmış bir Stronsiyum atomu. Normalde bir atomu gözümüzle görmek elbette mümkün değil; çünkü bir Stronsiyum atomunun yarıçapı sadece 215 pikometre... Yani 1 metrenin trilyonda biri civarında. Sayısal olarak 0.000000000215 metre! Bunu çıplak gözle görmek imkansız.

Dolayısıyla, fotoğrafçılar ve kuantum fizikçileri tarafından kullanılan bir teknik kullanılarak, atom havada asılı şekilde hapsedildikten sonra, üzerine lazer düşürülüyor. Bu lazerin etkisiyle tek bir atom, ışıma yaparak etrafa ışık saçıyor. Öteki tarafta bekleyen fotoğraf makinası ise, uzun pozlama kullanarak bu az miktarda, ama lazer sayesinde, normalde Stronsiyum'un saçacağından daha yüksek miktarda olan ışığı yakalıyor. Fotoğraf makinasının sensörleri üzerine düşen ışık, yeterince uzun süre yakalandığında, tekil bir atomun fotoğrafını çekmeyi başarabiliyoruz.

Normal bir kameranın onu yakalaması ise atomun fotonları soğurup sonra yeterince uzun bir şekilde onları tekrar salmasıyla gerçekleşiyor. Yani fotoğraf makinanız ne kadar güçlü olursa olsun, durup dururken bir atomun fotoğrafını, alelade bir diğer cismin fotoğrafını çeker gibi çekemezsiniz. Burada, az önce sözünü ettiğimiz lazerli sistem kullanılarak atom fotoğraflanabilmiştir. Zaten bugüne kadar atom kümelerinin fotoğrafı bu şekilde çekilebilmekte ya da bu şekilde görüntüler yaratılabilmekteydi. Bu fotoğrafı etkileyici kılan, tek bir atomun fotoğrafının yakalanabilmiş olmasıdır.

Noktacığın (atomun) her iki yanındaki elektrotun arasındaki mesafe 2 milimetre. Bu da atomun büyüklüğünü (veya belki de küçüklüğünü) anlamak açısından bize bir ipucu sunuyor.

Fotoğraf, Oxford Üniversitesinde doktora öğrencisi olan David Nadlinger tarafından çekildi ve İngiltere’de Mühendislik ve Fiziki Bilimler Araştırma Kurulunun (Engineering and Physical Sciences Research Council) düzenlediği bilim fotoğrafları yarışmasında sahibine birincilik ödülü getirdi.

Not: Bu yazıya Twitter zinciri ile katkı sağlayan, Haydar Şahin'e teşekkür ederiz.