Победителем конкурса научной фотографии, проведенного в Великобритании советом EPSRC (Engineering and Physical Sciences Research Council) стал снимок, сделанный Дэвидом Надлингером (David Nadlinger), профессором физики из Оксфордского университета. А основным объектом этого снимка, который получил название «Single Atom in an Ion Trap», является единственный атом, который благодаря некоторым уловкам можно увидеть невооруженным человеческим глазом.

«Идея сделать единственный атом видимым для человеческого глаза занимала меня уже долгое время» — рассказывает профессор Надлингер, — «И то, чего мне удалось достичь, является своего рода мостом между крошечным квантовым миром и нашей макроскопической окружающей реальностью».

Для того, чтобы дать представление о масштабе того, что вы видите, следует указать, что расстояние между двумя металлическими электродами, в промежутке между которыми организована ионная ловушка, составляет всего два миллиметра. Однако это уже тот масштаб, который мы можем «пощупать и увидеть» в отличие от размеров атома, который исчисляется долями нанометра.

Для того, чтобы сделать атом видимым, атом стронция был ионизирован при помощи света лазера и захвачен в пределах ионной ловушки внутри камеры, в которой поддерживался глубокий вакуум. Пойманный в ловушку ион был освещен светом фиолетово-синего лазера, который сформировал своего рода потенциальную яму в пространстве, зажатом между четырех иголок, являющихся окончаниями сердечников достаточно мощных электромагнитов.

После этого ион был освещен светом лучей нескольких лазеров, направленных на него с различных точек под различными углами. В результате этого ион начал интенсивно поглощать фотоны света и повторно их излучать, превратившись в ярко светящуюся точку. Размер иона стронция составляет около четверти нанометра, но в результате интенсивного излучения света он превратился в светящийся «шарик», визуальный размер которого в сотни раз больше размеров самого иона. И, несмотря на это, для того, чтобы запечатлеть данное явление профессору Надлингеру пришлось использовать дополнительные увеличительные насадки на объектив камеры Canon EOS 5D Mark II.

Профессор Надлингер не является первым, кому удалось сфотографировать единственный атом подобным образом. В 1989 году нобелевский лауреат Ганс Дехмелт (Hans Dehmelt) сфотографировал единственный атом бора, но последний случай получил большую огласку благодаря конкурсу, организованному советом EPSRC. И все же стоит признать, что профессор Надлингер является одним из немногих, которым удалось осуществить такое на практике.

«Проведенные вычисления не показали наличия каких-либо затруднений в задуманном мною деле» — рассказывает профессор Надлингер, — «И когда в тихое воскресенье я установил треногу с камерой в своей лаборатории, я был вознагражден снимком с маленькой бледно-синей точкой в его центре».