يشكل بحث فريق جامعة غريفيث الذي تمكن من تصوير ظل ذرة واحدة للمرة الأولى، أول اختراق علمي دولي من نوعه.
“لقد وصلنا إلى الحد المكرسكوبي الأقصى، فليس بإمكاننا رؤية أي شيء أصغر من ذرة باستخدام الضوء المرئي،” يقول البروفيسور ديف كيلبنسكي من المركز التابع لجامعة جريفيث المختص بديناميات الكم (Quantum Dynamics) في بريسبان، أستراليا.
“أردنا معرفة كيف يمكن لذرات قليلة أن تخلق ظلاً وأثبتنا أن ذلك يتطلب ذرة واحدة”، قال كيلبنسكي.
المقال الذي نشر في مجلة Nature Communications، بعنوان “تصوير امتصاص ذرة واحدة”، هو نتيجة لعمل دام خمس سنوات انجزه فريق البحث كيلبنسكي / ستريد.
ووراء هذا الإنجاز الذي حققته جامعة جريفيث، الاستبانة الفائقة للميكروسكوب الذي إستخدم ،و الذي يجعل الظل داكناً بدرجة كافية لرؤيته.
و بالرغم من أن عقد ذرة لمدة طويلة بما فيه الكفاية لأخذ صور لها أمرٌ رائع بحد ذاته، غير أنه ليس بتكنولوجيا جديدة؛ و هذه التكنولوجيا هي التالية: تعزل الذرة داخل غرفة في مساحة حرة وتجمد بواسطة قوات كهربائية.
أستاذ كيلبنسكي وزملائه حاصروا أيونة ذرية واحدة من عنصر الإيتربيوم وعرضوها لتردد معين من الضوء. تحت هذا الضوء كانت الذرة تلقي بظلالها على جهاز كشف، مما يسمح للكاميرا الرقمية على التقاط الصورة.
وأضاف “باستخدام الميكروسكوب الفائق الدقة تمكنا من التركيز على الصورة بطريقة أدق اوصلتنا إلى مساحات أصغر من التي صورناها من قبل، وخلق صورة أكثر ظلمة مما هو أسهل للرؤية”.
والدقة في هذه العملية تكاد تفوق التصور. ”إذا غيرنا وتيرة الضوء الذي نلقيه على الذرة بنسبة واحد في المليار، لن نعود قادرين على رؤية الصورة بوضوح”، يقول أستاذ كيلبنسكي.
وقال عضو في فريق البحث، الدكتور إريك ستريد، أننا لن نتوصل إلى الآثار المترتبة على هذه النتائج إلى على المدى البعيد.
“فمثل هذه التجارب يساعدنا على تأكيد فهمنا للفيزياء النووية ويمكن أن يكون مفيداً للحوسبة الكم (Quantum Computing )”،أضاف الدكتور ستريد.
وهذا الإكتشاف قد يكون له منافع أيضاً في مجال الفحص المجهري البيولوجي.
“بما اننا اصبحنا قادرين على التنبؤ بمدى الظلام الذي يجب أن تحدثه ذرة واحدة، وبما اننا نعرف مدى الضوء الذي ينبغي أن تستوعبه في تشكيل الظل، يمكن أن نقيس ما إذا كان المهجر يعكس الحد الأقصى المسموح به من قبل الفيزياء.”
“وهذا أمر مهم إذا كنت تريد أن تنظر إلى العينات البيولوجية الصغيرة جدا والهشة مثل الحمض النووي (DNA) حيث يسبب التعرض للأشعة ما فوق البنفسجية أكثر من اللازم أو الأشعة السينية (x-rays) بضررٍ في المادة المدروسة.
واضاف “يمكننا الآن تنبؤ كم يلزم من الضوء لمراقبة العمليات داخل الخلايا، وتحضير ظروف المجهر الأمثل، من دون اجتياز الحد الذي يدمر المادة المدروسة.”
و قد يجعل ذلك علماء البيولوجيا يفكرون بطريقة أخرى. ”في النهاية، لن يتطلب إنجاز هذه المهمة إلا القليل جداً من الضوء.”
المصدر: www.sciencedaily.com
ترجمة ميريام فياض- فريق عمل مترجم
نقاش
Powered by Facebook Comments
