Klocki natury cz. 2

Ostatnio pisałem jak pośrednio udowadniano przez tysiąclecia istnienie atomów. To znaczy chwaliłem się, że wiem jak to wyglądało. Bo generalnie blogi do tego służą. Żeby się chwalić albo żalić. "O nie, moje życie jest do bani. Mama mnie nie kocha a tata tylko w nocy.", "moje życie jest jeszcze bardziej do bani, na dowód publikuję fotki moich pociętych rąk". "A moje życie jest cudowne. Coś wam opowiem. Wczoraj siedzę sobie na kanapie, oglądam debatę a tu dzwonek do drzwi. Otwieram a w drzwiach stoi sąsiadka w stroju sprzątaczki. Później ją zaliczyłem. 3 raz!". A ja? Ten biedny lamus, mol książkowy chwalę się... aaaa... tylko tym, że wiem jak działa wszechświat. Takie tam... mało interesujące blogowanie. I niby komu miałoby to zaimponować? Zaraz, o czym to ja... Aha!

Napisałem ostatnio, że atomy są tak małe, że nie możemy ich zobaczyć. Przypomniało mi się, że was bezczelnie okłamałem (nie wiem czemu piszę "was"). Każdy kto widział szalony taniec pyłków w ruchach browna nie powinien mieć wątpliwości, że świat zbudowany jest z malutkich cząstek. Oglądanie tańczących pod wpływem atomów pyłków to jednak nie to samo co oglądanie samych atomów. Prawda? Wolicie oglądać filmy na redtube czy koleżanki (bądź kolegów) pod sobą (bądź na)? Pomocne jest tutaj urządzenie o nazwie skaningowy mikroskop tunelowy. Mówię o pomocy w zobaczeniu atomów a nie wyrywaniu łań. W tym drugim przypadku pomocnym urządzeniem może być Ford Mustang.
STM (tak w skrócie nazywa się nasz mikroskop z ang. skanning tunneling microscope) nie działa tak jak wszystkie inne mikroskopy optyczne. Nie daje tak wielkich powiększeń, że można zobaczyć atomy. Opiera się jednak na równie prostym pomyśle. Oglądaliście Grey'a? Znam kogoś kto zna się na tym gatunku (ja znam się na pokrewnym, bardziej... ordynarnym gatunku) i ten ktoś uważa, że to straszna kupa. Ten Grey. Podobno Kross jest lepszy. O czym to ja... aha! Znacie te gierki typu zawiązywanie oczu podczas... no wiecie? Eine Kleine Bang Bang. Nie pytam czy znacie je z autopsji tylko... cholera! Miałem tłumaczyć jak działa STM. Tak to jest kiedy krew z mózgu spływa w dolne partie ciała. Konkretnie w jedną.
Więc wyobraźcie sobie, że macie zawiązane oczy. Więc nie możecie nic zobaczyć. Co robicie? Używacie rąk. Jak zbadać różne... kształty ludzkiego ciała bez używania oczy? Ano przesuwamy powoli, delikatnie dłoń (palec też styknie) po ciele drugiego człowieka i potrafimy dzięki temu powiedzieć jaki kształt ma np nos, biodro... pierś. Na tej samej zasadzie działa STM! Z tą różnicą, że rolę "palca" odgrywa cienka metalowa igła, przypominająca igłę staromodnego gramofonu. Przesuwając igłę po powierzchni badanego materiału i rejestrując pionowe ruchy igły można za pomocą komputera odtworzyć obraz atomowego terenu. Tak na prawdę igła nie dotyka powierzchni atomu w taki sposób jak palec dotyka mokrego, napiętego... ciała. W rzeczywistości igła jest elektrycznie naładowana. Gdy znajdzie się blisko przewodzącej powierzchni, między igłą a powierzchnią popłynie bardzo mały, ale mierzalny prąd elektryczny zwany prądem tunelowym. Jeżeli igła zbliża się do powierzchni natężenie prądu gwałt... ownie (przepraszam za grę słówek) rośnie. Jeżeli igła się oddali to natężenie prądu spada. W rezultacie natężenie prądu tunelowego stanowi bardzo czuły wskaźnik odległości między igłą a powierzchnią Można powiedzieć, że wyposaża on igłę w sztuczny zmysł dotyku.

A tak to ustrojstwo wygląda z zewnątrz

Zasada działania STM jest prosta, ale jego konstrukcja nie. Trzeba było zbudować igłę, której grubość na samym czubku była równa średnicy jednego atomu! A wiemy już, że jest to bardzo mały rozmiar. Komitet Noblowski oczywiście docenił to niesamowite urządzenie i nagrodził jego konstruktorów: Gerda Binninga i Heinricha Rohrera. Byli oni pierwszymi ludźmi, którzy "zobaczyli" atom. Atomy widziane przez ten mikroskop były jak maleńkie piłki albo jak pomarańcze ułożone równo, rzędami w skrzynkach na straganie. Były dokładnie takie jak maleńkie twarde cząstki materii jakie Demokryt zobaczył w swojej wyobraźni 2400 lat wcześniej. I niech mi teraz ktoś powie, że to mniej fascynujące niż "sex-przygody" blogerów.