Cuando se usa un microscopio de túnel de electrones, ¿por qué los científicos concluyen que lo que se representa en la pantalla de la computadora es realmente un átomo?

Answer 1

La gente está demasiado apegada a sus ojos. Y demasiado apegado a la palabra “realmente”.

No hay nada sagrado en tus ojos. Hay una idea muy, muy fuerte incorporada en el cerebro humano de que hay un poco de homúnculo dentro de sus cabezas que “realmente” ve cosas, y que abrir los párpados es como abrir una cortina para que el pequeño pueda “ver”. Eso es “realmente” percibir el mundo “real”.

Bullcrap. Tus ojos chupan Ves solo una pequeña fracción del espectro electromagnético, que a su vez revela solo una pequeña fracción del universo. E incluso en ese reino donde los ojos no son completamente inútiles, te mienten de miles de maneras. Las células en el fuego de la retina, y todo después de eso es una cuestión de interpretación por parte del cerebro. O sobre todo, la mala interpretación. La mayor parte de lo que ves es conjeturas.

Si realmente quieres saber algo sobre algo, tienes que usar una variedad de herramientas. Y si insistes en que solo las cosas que puedes observar con el ojo con el pegote es “real”, entonces la mayor parte del universo no es “real” y es mejor que te rindas ahora.

Más útil, puede aplicar la siguiente regla de oro: “La respuesta a casi cualquier pregunta sobre si algo es” realmente real “es” a quién le importa la mierda? “”. O más cortésmente dicho, “la existencia está sobrevalorada”.

Answer 2

En primer lugar, me gustaría decir que discrepo vehementemente con Joshua Engel, ya que su respuesta tiene poco sentido.

La ciencia se basa en los sentidos, principalmente en nuestra visión.
Sí, es limitado y, a veces, defectuoso, pero es por eso que tenemos instrumentos como el STM o difractómetros de rayos X o radiotelescopios.

Si realmente tuviéramos cero confianza en nuestros sentidos, entonces la ciencia misma sería un esfuerzo inútil, ya que toda la ciencia, la tecnología y cualquier otra cosa podrían ser acusadas de ser meras ilusiones.

Yo agregaría que ” La respuesta a casi cualquier pregunta sobre si algo es ‘realmente real’ es ‘¿a quién le importa?'”. O más cortésmente dicho, “la existencia está sobrevalorada”. “Es una tontería.

Si ese fuera el caso, hacer ciencia sería un desperdicio y, por supuesto, si a los científicos no les importara lo que es real o no, uno podría publicar “artefactos *” y afirmar que son cuentos de unicornio.

(* los artefactos son, en resumen, medidas defectuosas, como un reflejo de la lente en una imagen, por ejemplo).

Por supuesto que sí plantea interesantes preguntas epistemológicas . ¿Cómo sabemos que algo es real / verdadero? Esta pregunta se ha hecho desde que el hombre comenzó a hacer filosofía y esto incluye hoy. Es un tema muy interesante, pero no se resuelve en dos oraciones, por lo tanto, si está interesado, tendrá que analizarlo por separado.

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Ok que fuera del camino

¿Cómo sabemos que son átomos? ¡Esa es realmente una buena pregunta! No dejes que algunas personas te desanimen de preguntar eso. ¡Los científicos también se preguntaron eso cuando vieron por primera vez los datos !

En primer lugar, necesitamos saber lo que mide el STM: mide la densidad actual en una ubicación particular.

De ahí imágenes como esta, el famoso coral cuántico :

no mida realmente la “altura”, sino la densidad de corriente en cada ubicación: el azul es la densidad de corriente baja y el rojo la densidad de corriente alta.

Ahora como interpretas esta imagen? Obviamente a la luz de lo que sabemos ! El significado de las teorías que han sido probadas y contra-probadas nos da la explicación “más probable”.

La imagen de arriba se ajusta perfectamente a la teoría de un anillo de átomos en una superficie plana y la idea de que los electrones se comportan como ondas.

Por supuesto, una explicación puede ser “es una casualidad”, pero es por eso que las personas repiten los experimentos. Una casualidad es posible, 10 tropezones idénticos no tanto.

Pensar que no es una casualidad, pero algo que desafía por completo nuestras teorías probadas es “perverso”, como lo expresa acertadamente Logan R. Kearsley.

Sin embargo, esto no se debe al “dogmatismo”. Primero, si algo se ajusta a la teoría, es una buena señal de que la teoría es correcta. En segundo lugar, si duda de tal teoría, debe proporcionar una alternativa, que es tan buena si no mejor. Debe ajustarse no solo a los datos particulares en cuestión, sino que también debe explicar todos los datos explicados por la teoría “ortodoxa”.

Por supuesto, si una medida contradice cierta teoría, dudar de la teoría es un deber, por supuesto.

Además, ciertas máquinas, como STM, se construyen de acuerdo con una teoría o modelo y, de hecho, también buscan probarlo.

Si los experimentos encajan en la teoría, repetidamente, entonces puede decir con confianza que su modelo es correcto con la mayor probabilidad. Además, en este caso también se soporta una nueva herramienta de medición, ya que asumimos que las leyes de la naturaleza son una constante . No cambian de experimento a experimento.

Answer 3

Cuando se ven semiconductores con un microscopio electrónico de tunelización, aparecen parches oscuros y claros con una periodicidad específica que se puede medir en una escala nanométrica (específicamente, aproximadamente a 0,5 nm). El período que se observa es el espaciado interatómico conocido en estos semiconductores que se puede verificar por otros medios, como la difracción de rayos X. La conclusión natural es que el contraste entre los parches oscuros y claros que se ven en el microscopio de tunelización de alguna manera corresponde a los átomos individuales. Lo que está menos claro es si los parches de luz se corresponden con el núcleo del átomo o con los espacios interatómicos. Así que los cristales periódicos son estándares de calibración efectivos para el microscopio de tunelización.

Dado este fondo periódico conocido, si observa anomalías en él, como un punto en la red que se ve diferente o algo sentado en la red, puede hacer algunas conjeturas acerca de lo que podría ser (defecto en el cristal o átomo o molécula adsorbida) . Estos tipos de funciones individuales no se pueden ver ni detectar por otros medios, pero es necesario hacer un montón de trabajo adicional para comprender mejor de qué se trata. El microscopio de tunelización proporciona una resolución espacial sin igual antes de permitir el estudio de las superficies en detalle minucioso.