Nguyên tử là những hạt nhỏ nhất trong vũ trụ của chúng ta và là nền tảng cơ bản của mọi thứ hình thành nên mọi vật. Việc hiểu rõ hơn về chúng sẽ giúp chúng ta hiểu được những phần lớn hơn của vũ trụ.
Mới đây nhất, các nhà khoa học đã sử dụng tia X năng lượng cao để quan sát rõ hơn các nguyên tử và phân tử, vốn cho phép tái tạo lại cấu trúc của các phân tử và nguyên tử ở dạng tinh thể, từ đó cung cấp cái nhìn thoáng qua về cách chúng được sắp xếp.
Về cơ bản, việc chụp ảnh nguyên tử không phải là mới. Các nhà khoa học đã có thể làm điều này trong nhiều năm với cái được gọi là kính hiển vi đầu dò quét sử dụng đầu kim sắc nét nguyên tử, tích điện để thăm dò bề mặt vật liệu ở cấp độ nano. Tuy nhiên, độ phân giải của ảnh chụp nguyên tử là một vấn đề chưa được giải quyết. Các nhà khoa học không chỉ muốn nhìn thấy các nguyên tử, họ còn muốn biết về trạng thái hóa học của chúng trên quy mô của các nguyên tử riêng lẻ
Tổ hợp siêu phân tử với sáu nguyên tử rubidi và một nguyên tử sắt. Ảnh: Nature
Giờ đây, các nhà khoa học đã tiến thêm một bước nữa trong việc nghiên cứu nguyên tử.Thay vì chỉ xem xét cách các nguyên tử và phân tử được sắp xếp, các nhà khoa học đã có thể chụp được ảnh X-quang của một nguyên tử. Kỹ thuật được sử dụng ở đây có thể cho chúng ta một góc nhìn khác về vật chất ở cấp độ nhỏ nhất của vạn vật. Các nhà nghiên cứu cho biết, X-quang là một phương pháp thích hợp để thăm dò đặc tính của nguyên tử, do sự phân bố bước sóng tia X có thể so sánh với kích thước của nguyên tử.
Để làm được điều này, các nhà khoa học đã sử dụng nhiều loại tia X khác nhau và kết hợp chúng lại với nhau bằng một phương pháp được gọi là tia X synchrotron. Phương pháp này cho phép các electron gia tốc theo một đường tròn cho đến khi chúng phát sáng rực rỡ với ánh sáng năng lượng cao, với một kỹ thuật hiển vi được gọi là kính hiển vi quét xuyên hầm.
Kỹ thuật này cho phép các nhà nghiên cứu chụp được ảnh X-quang đầu tiên của một nguyên tử đơn lẻ với độ chi tiết tuyệt vời, mang tới cái nhìn chính xác về hình dạng của một nguyên tử đơn lẻ nếu chúng ta có thể phóng to những hạt nhỏ bé, vốn giúp tạo nên mọi thứ trong vũ trụ.
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature, Mỹ. Đây được coi là một kết quả nghiên cứu thực sự thú vị và có giá trị. Các nhà khoa học hy vọng kết quả nghiên cứu này sẽ giúp chúng ta giải mã nhiều hơn về các nguyên tử, làm sáng tỏ cách thức hình thành vũ trụ thông qua hiểu biết về mối liên kết giữa các nguyên tử khi chúng kết hợp lại với nhau.
Tham khảo BRG