У лабораторії Тюбінгенського університету Еберхарда і Карла (Німеччина) сконструйовано скануючий мікроскоп, який використовує бозе-ейнштейнівської конденсат (БЕК) як зонд.

За твердженням розробників нової методики, вона буде доповнювати дослідження на традиційних атомно-силового мікроскопа (АСМ), забезпечених кантільовери з голкою. У типовому експерименті з АСМ кантилевер переміщається над поверхнею і взаємодіє з нею, відхиляючись в той чи інший бік залежно від відстані між голкою і взірцем. Рухи кантилевер контролюють за допомогою лазера, і за результатами цих вимірів складається карта поверхні.

У запропонованому німецькими вченими мікроскопі місце голки і кантилевер займає хмара ультрахолодних атомів заліза. Ця хмара поміщається в тривимірне магнітне поле (рубідій, нагадаємо, належить до парамагнетика) і рухається уздовж поверхні зразка, подібно зонду АСМ. Для зняття показань також використовується промінь лазера, спрямований на атоми: коли останні стосуються поверхні, вони отримують додаткову енергію і вириваються із хмари, що призводить до зниження частки поглинається випромінювання.

Відстежуючи ці зміни, експериментатори збирають відомості про топографії зразка. Установка була успішно випробувана в досвіді з окремою вуглецевої нанотрубки діаметром у кілька десятків нанометрів, оточеній іншими нанотрубками, який утворюють прямокутник. Виміри проводилися описаним вище контактним способом, а також у динамічному режимі, де вимірюваною величиною стає частота осциляції центру мас хмари.

Крім того, автори досліджували поведінку холодного атомарного газу в «класичному» випадку і з'ясували, що БЕК-хмара дає більш точні результати (почасти тому, що хмара в стані конденсату Бозе – Ейнштейна має менші розміри). Оскільки новий мікроскоп не розрізняє деталі поверхні, поступаються за розмірами хмари атомів, дозвіл методики знаходиться в мікрометровой області. Іншими словами, видавати зображення, порівнянні за якістю з результатами роботи сучасного АСМ, вона поки не може.

За матеріалами: Physicsworld.Com

Tweet