Wstęp
Monitor czy telefon, na którym czytasz ten tekst składa się z milionów atomów. Podobnie jak krzesło, na którym siedzisz, powietrze, którym oddychasz, twoje własne ciało – właściwie wszystko, co możemy wykryć w tym świecie za pomocą naszych zmysłów.
Wielkie odkrycia fizyki mikroświata, dokonane w latach 30-tych XX wieku, doprowadziły do zdumiewającego wniosku: niewielkie atomy mogą być źródłem ogromnej energii! To, że atomy są małe, mikroskopijne – było hipotezą filozoficzną istniejącą od tysiącleci: możliwość istnienia atomów rozważano już w czasach starożytnej Grecji. Jednak dopiero w XX wieku fizycy odkryli, jak małe są tak naprawdę atomy i jak niezwykłe mają właściwości.
W tym rozdziale dowiemy się, jakie rozmiary mają rzeczywiście atomy, jak opisuje je współczesna fizyka i jak można je poklasyfikować. Poznamy również kilka osób, które wniosły swój wkład do tej dziedziny wiedzy.
Czy można zobaczyć atom?
Dopiero dzięki nowoczesnym skaningowym mikroskopom tunelowym około 20 lat temu udało się uzyskać zdjęcia migawkowe najmniejszych cząstek materii. Właśnie ten mikroskopijny rozmiar jest wielkim wyzwaniem dla badaczy: w 1986 r. Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki została przyznana konstruktorom skaningowego mikroskopu tunelowego. I chociaż uzyskane dzięki niemu zdjęcia są spektakularnym dokonaniem naukowym, wciąż jeszcze nie można na nich pokazać znacznie mniejszego jądra atomowego – właściwego źródła energii jądrowej.
W 2013 roku zespół IBM Research opublikował na YouTube krótkometrażową animację poklatkową A Boy and His Atom. Film opowiada historię chłopca i krnąbrnego atomu, którzy spotykają się i zaprzyjaźniają. Film przedstawia chłopca bawiącego się atomem, który przybiera różne formy. Trwający minutę film został wykonany przez przenoszenie cząsteczek tlenku węgla za pomocą skaningowego mikroskopu tunelowego, urządzenia, które powiększa je 100 milionów razy. Film został uznany w Księdze Rekordów Guinnessa za najmniejszy na świecie film poklatkowy w 2013 roku.