La mayoría de las respuestas aquí sugieren que no puedes ver átomos con luz, pero eso no es completamente cierto. Es cierto para los átomos en una red donde el espaciado es demasiado pequeño, como un cristal y se llega al límite de difracción.
Resulta que puedes crear sistemas para atrapar átomos alejados entre sí en una red regular y construir un microscopio para visualizarlos. Esto se hace utilizando las llamadas celosías ópticas, ondas estacionarias de luz formadas por láseres, donde las regiones de intensidad mínima (o máxima dependiendo de la frecuencia) pueden formar “pozos” en los que se pueden soltar átomos. Esto se hace más fácilmente para los átomos de metales alcalinos, por una variedad de razones. Luego haces brillar otro láser sobre los átomos, lo que induce la fluorescencia en los átomos, lo que básicamente significa que los átomos absorben fotones de ese láser y los emiten en todas direcciones. El truco aquí es colocar el rayo láser de imágenes en una configuración tal que los fotones que forman la imagen de los átomos, también terminen enfriando a los átomos. Esto asegura que los átomos no se calientan fuera de la red.
Estos sistemas a veces se llaman microscopios de gas cuántico.
Y aquí está el tipo de imágenes que puede obtener de experimentos como estos:
- Si solo hubiera dos objetos flotando en todo el espacio, ¿se juntarían debido a la gravedad?
- ¿Puede la ciencia probar que Dios no existe si no pueden probar cómo se hace la vida?
- ¿Cómo podemos calcular la masa atómica media de un elemento?
- ¿Cuál es el nombre científico de los humanos?
- No me gusta que la mayoría de los estudiantes de Física “terminen” en el mundo académico o en investigaciones / becas adicionales. ¿Qué se puede hacer al respecto?
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Cada uno de esos puntos brillantes es un solo átomo (cesio en este caso). Esta es una celosía 3D con una lente objetiva con una pequeña profundidad de campo, por lo que la neblina son los átomos en los planos fuera de foco de la celosía. La longitud de onda de la luz de imagen aquí es de 852 nm.
Esta es en realidad una imagen del laboratorio en el que trabajo. Notaría que el espacio entre dos sitios de celosía es de 5 micrones en este caso, mucho más grande que un cristal. Además, la función de onda atómica está “deslocalizada” a aproximadamente 150 nm, que también es muy grande.
A continuación se muestran algunas imágenes con espaciados de celosía mucho más pequeños.
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Referencias (Informal):
[1] Grupo de Weiss en Penn State (Cesio)
[2] Grupo Zwierlein en MIT (Potasio 40)
[3] Grupo Greiner en Harvard (Rubidio)
[4] Grupo Greiner en Harvard (Litio).
