Возможность узреть своими очами субатомные частички очень принципиальна для современной физики. Ранее учёным уже удавалось сделать фото тени атома и электрона. Но сфотографировать сам атом, а не какую-либо его часть представлялось очень трудной задачей даже при использовании самых сверхтехнологичных устройств.

Потому, заместо того чтоб определять местонахождение (координаты частички), квантовая теория дает измерить так именуемую волновую функцию.

Волновая функция работает практически так же, как и звуковая волна. Различие только в том, что математическое описание звуковой волны описывает движение молекул в воздухе в определённом месте, а волновая функция обрисовывает возможность возникновения частички в том либо ином месте по уравнению Шрёдингера.

Измерить волновую функцию также непросто (прямые наблюдения приводят к её коллапсу), но физики-теоретики могут приблизительно предсказать её значения.

Экспериментально измерить все характеристики волновой функции можно лишь в этом случае, ежели собрать её из отдельных разрушающих измерений, проведённых на вполне схожих системах атомов либо молекул.

Физики из голландского исследовательского института AMOLF представили новейший способ, не требующий никаких «перестроек», и выпустили результаты собственной работы в журнальчике Physical Review Letters. Их методика построена на гипотезе 1981 года трёх русских физиков-теоретиков, также на наиболее поздних исследованиях.

В процессе опыта команда учёных направила два лазерных луча на атомы водорода, помещённые в специальную камеру. В итоге такового действия электроны покинули свои орбиты с той скоростью и в том направлении, которые определялись их волновыми функциями. Мощное электрическое поле в камере, где находились атомы водорода, направило электроны на определённые части планарного (плоского) сенсора.

Положение электронов, попадающих на сенсор, определялось их исходной скоростью, а не позицией в камере. Таковым образом, распределение электронов на сенсоре поведало учёным о волновой функции этих частиц, которая была у их, когда они покинули орбиту у ядра атома водорода.

Движения электронов показывались на фосфоресцентном экране в виде тёмных и светлых колец, которые учёные сфотографировали цифровой камерой с высочайшим разрешением.

«Мы чрезвычайно довольны нашими плодами. Квантовая механика так не много имеет с ежедневной жизнью людей, что навряд ли кто-то мог помыслить о получении настоящего фотоснимка квантовых взаимодействий в атоме», - говорит ведущий создатель исследования Анета Стодолна (Aneta Stodolna). Также она утверждает, что разработанная методика может иметь и практическое применение, например, для сотворения проводников шириной в атом, развития технологии молекулярных проводов, что существенно усовершенствует современные электронные приборы.

«Примечательно, что опыт был проведён конкретно на водороде - сразу простом и самом распространённом веществе в нашей Вселенной. Необходимо будет осознать, можно ли применить эту методику для наиболее сложных атомов. Ежели да, то это большой прорыв, который дозволит развить не только лишь электронику, да и нанотехнологии», - говорит Джеф Ландин (Jeff Lundeen) из института Оттавы, который не воспринимал роли в исследовании.

Вообщем, сами учёные, проводившие опыт, не думают о практической стороне вопросца. Они считают, что их открытие сначала относится к базовой науке, которая поможет передать больше познаний будущим поколениям физиков.