Анатомията на един рентгенов отпечаток
След десетилетия на работа с масиви от атоми, където измерванията представляваха средноаритметично усредняване на милиарди взаимодействия, експерименталната физика най-накрая стъпи на границата на единичната структура. В експериментите, проведени в Националната лаборатория Аргон в Илинойс от екип под ръководството на д-р Сое Вай Хла, бяха използвани синхротронни рентгенови лъчи, за да се възбудят вътрешните електрони на индивидуален атом. Традиционният отклик от такъв процес е толкова слаб, че стандартните детектори отчитат единствено фонов шум. За заобикаляне на този технологичен лимит е използвана специализирана игла на сканиращ тунелен микроскоп, поставена на разстояние по-малко от един нанометър над изследваната повърхност, която прихваща генерирания ток.
Обект на изследване бяха два конкретни елемента – желязо и тербий, всеки капсулиран в специфични органични молекулни матрици. Поведението им под рентгеновия лъч показа драстичен контраст, който потвърждава, че методът регистрира не просто наличието на маса, а фината химическа околност. Докато тербият запази относително инертно състояние, изолиран вътре в молекулната структура, атомът на желязото разкри активен електронен обмен с съсседните лиганди. Това потвърждава, че техниката, наречена SX-STM (Synchrotron X-ray Scanning Tunneling Microscopy), може да определя окислителното състояние на индивидуални атоми – постижение, което доскоро се смяташе за теоретично невъзможно поради недостиг на флуенс на фотонния лъч.
