Фильм «Мальчик и его атом» (A Boy And His Atom) — обладатель мирового рекорда как самый «маленький» фильм в мире.
Для создания фильма потребовалось четыре исследователя и две недели 18-часовых рабочих дней. Каждый кадр имеет размер 45 на 25 нанометров.
Этот 90-секундный короткометражный фильм был создан компанией IBM с использованием отдельных атомов и двух сканирующих туннельных микроскопов. Он увеличен более чем в 100 миллионов раз и демонстрирует фигуру, полностью состоящую из молекул угарного газа (carbon monoxide), играющую и танцующую с атомом.
Для того чтобы охватить ширину одного волоса, потребовалось бы 1000 кадров пленки, расположенных рядом друг с другом.
Мальчик отбивает свой атом об пол и стену, как теннисный мяч, а затем прыгает вверх-вниз на молекулярном батуте.
Как видно по волнам влияния вокруг атомов, только верхний слой атомов находится в фокусе, оставляя медную поверхность размытой.
На самом деле можно увидеть связи между частицами, которые выглядят как провалы в пространстве!
«Речь идет не о каком-то конкретном научном прорыве. Этот фильм — действительно начало разговора, чтобы дети и другие люди заговорили о математике, науке и технологиях» — Доктор Андреас Хайнрих (Dr. Andreas Heinrich), IBM Research.
Создание такого фильма, безусловно, потребовало бы высокого уровня точности, связанного с перемещением маленьких объектов по крошечной частице за раз. Одна ошибка — и все испорчено.
Возможно, именно поэтому они понизили температуру до -260 градусов Цельсия, чтобы атомы оставались неподвижными.
Интересные факты об атомах
Существует ли фотография атома?
Без микроскопа увидеть атомы практически невозможно из-за их малого размера. Однако на фотографии, получившей премию, изображен одиночный атом в электрическом поле, и если присмотреться достаточно внимательно, то его можно увидеть невооруженным глазом.
Как остановить атом?
Атомы можно было бы остановить в холодном состоянии при абсолютном нуле (минус 459,67 градуса по Фаренгейту) и перестроить их по мере необходимости, но сделать это, похоже, практически невозможно.
Можем ли мы увидеть атомы?
Поскольку они настолько малы, атомы невидимы для человеческого глаза (т.е. микроскопичны). Вот приблизительные диаметры некоторых атомов и частиц, чтобы дать вам представление об определенных размерах: 1 x 10 в -10 степени метров = один атом.
Соприкасаются ли атомы?
По той же причине, по которой у них нет четких границ, атомы никогда физически не соприкасаются. Однако атомы соприкасаются во всех других смыслах слова «соприкосновение», которые имеют значение на атомном уровне.
Являются ли атомы живыми?
Поскольку они не являются живыми существами, атомам не требуется пища, вода или воздух, и они не могут размножаться самостоятельно. Жизнью обладают клетки. Клетка больше атома. Клетки видны под микроскопом.
Сколько атомов содержится в человеке?
Если посмотреть на огромное количество атомов в вашем теле, становится ясно, насколько они малы. Около 7,000,000,000,000,000,000,000,000,000 (7 октиллионов) атомов составляют одного взрослого человека.
Что находится внутри атома?
Хотя атомы маленькие, они состоят из субатомных частиц, которые еще меньше. Их три вида: протоны, электроны и нейтроны. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, а вокруг них вращаются электроны.
Каков размер атома?
Средний радиус атома составляет 0,1 нм. В обычной булавочной головке может содержаться около 5 миллионов атомов водорода.
Какой атом самый маленький?
Самый маленький из известных атомов — гелий, радиус которого составляет 31 пм; самый большой — цезий, радиус которого составляет 298 пм. Несмотря на меньший атомный номер, чем у гелия, водород имеет атом с примерно на 70% большим расчетным радиусом.
Как выглядит 1 миллиард атомов?
Проще говоря, миллиард атомов может выстроиться по диаметру батарейки. Толщина листа бумаги составляет примерно 100 000 нанометров, или 105 нм. Атом примерно на шесть порядков тоньше листа бумаги. Стопка из 1 000 000 атомов в этом примере будет иметь такую же толщину, как лист бумаги.
Кто открыл атомы?
Джон Дальтон (1766-1844) представил идею о том, что все состоит из атомов, в книге, написанной им в 1808 году. Иногда его называют «отцом» атомной теории, хотя лучше было бы назвать его «дедушкой».
Можно ли заморозить атомы?
При замораживании атомов их энергия снижается до минимально возможной, что является первым шагом в использовании особых свойств квантовой физики, которые позволяют вещам существовать в нескольких состояниях одновременно.
Атомы когда-нибудь перестают двигаться?
Скорость движения атомов объекта определяется его температурой; чем холоднее объект, тем медленнее движутся его атомы. Атомы перестанут двигаться при нуле кельвинов, или минус 459,67 градуса по Фаренгейту (минус 273,15 градуса по Цельсию), что является невозможно низкой температурой.
Сколько атомов во Вселенной?
В наблюдаемом космосе насчитывается от 10 в 78 до 10 в 82 степени атомов. Это составляет от десяти квадриллионов до 100 000 квадриллионов вигинтиллионов атомов. Это очень много.
Можно ли управлять атомами?
В будущем возможно микросекундное управление атомами с помощью электронных средств управления и искусственного интеллекта. Это значительно быстрее, чем механические зонды, которые используются сейчас для работы с ними.
Можно ли управлять электронами?
Управление квантовыми явлениями, такими как волновые характеристики электронов, в целом является довольно сложной задачей. Это связано с тем, что такая электронная волна рассеивается другими электронами и теряет свои волновые качества, что делает весьма проблематичным ее удержание в материале.
Почему атомы невидимы для видимого света?
В зависимости от цвета длина волны видимого света составляет от 400 нанометров до 700 нанометров. Атомы, с другой стороны, имеют ширину около 0,2 нанометра. Из-за этого несоответствия оптический микроскоп не позволяет разглядеть отдельные атомы. Свет, который вы попытаетесь использовать для наблюдения за атомами, намного больше, чем они сами.
Обладают ли атомы цветом?
В отличие от молекул, которые имеют оттенки, атомы бесцветны, за исключением некоторых обстоятельств. Не потому, что они слишком малы, а потому, что цвет одного атома был бы слишком слабым, и вы не смогли бы распознать цвет отдельного атома или молекулы.
Можно ли провести руку сквозь стену?
Да, согласно квантовой механике, это возможно, но вероятность этого крайне мала, или вам придется ждать крайне долго. Даже в этом случае более вероятно, что прежде чем вы проскочите сквозь стену в целостном виде, ваши атомы один за другим попадут в щели в стене.
Как рождаются атомы?
Электроны, протоны и нейтроны были созданы примерно 13,8 миллиарда лет назад, практически одновременно с началом Вселенной в результате Большого взрыва. Ядро атома водорода сравнимо с одним протоном. Затем протоны и нейтроны дали начало атомам водорода и гелия.
Меняются ли атомы в вашем теле?
Каждый день наше тело получает новые атомы из воздуха, которым мы дышим, пищи, которую мы едим, и жидкостей, которые мы пьем. Эти атомы встраиваются в наши клетки и подпитывают химические процессы, которые поддерживают нашу жизнь. Наши клетки постоянно обновляются. ДНК в каждой клетке копирует себя снова и снова.
Как звучит атом?
Ученые из Технологического университета Чалмерса в Гетеборге, Швеция, обнаружили, что атом издает самые мягкие звуки, которые физически возможны, определив, что звучание напоминает ноту «ре». Звук атома настолько тихий, что ученые не смогли его услышать.
А ДНК меньше атома?
Диаметр обычного атома составляет от 0,1 до 0,5 нанометра. Молекулы ДНК имеют ширину около 2,5 нанометров.
Сколько атомов составляет толщина человеческого волоса?
Атомы могут иметь размер от 0,1 до 0,5 нм (нанометров) в поперечнике, поэтому для того, чтобы мы могли увидеть объект невооруженным глазом, ширина его должна составлять около 100 000 атомов. Если в одном волоске содержится около 100 000 атомов, представьте, сколько их в окружающих вас предметах!
Кто дал имя атому?
Когда речь заходит о слове «атом», нужно отправиться в Древнюю Грецию 400 года до н.э. Там был гениальный философ Демокрит, и он предложил греческое слово «атомос», что означает » нерассекаемый». И, как он объяснил, вся материя в конечном итоге сводилась к дискретным, маленьким частицам или атомам.
Кто придумал атом в Индии?
Ачарья Канада, также известный как Кашьяпа, древнеиндийский естествоиспытатель и философ, сформулировал теорию атомов за 2500 лет до открытия Джона Дальтона. Он основал школу индийской философии Вайшешика, которая стала воплощением самой ранней индийской физики.
Стареют ли атомы?
Атомы не стареют. Атомы радиоактивно распадаются, когда существует ядерная конфигурация с более низкой энергией, в которую они могут перейти. Фактический распад отдельного атома происходит случайным образом и не является результатом старения или изменения атома во времени.
Почему атомы вибрируют?
Атомы и молекулы обладают энергией даже при температуре 0 К. Эта энергия заставляет их вибрировать (помимо всего прочего). Взаимодействия между различными компонентами молекул (ядерное/ядерное отталкивание, электронное/ядерное притяжение, электронное/электронное отталкивание и т.д.) определяют их движение (вращательное, колебательное, поступательное).
Вечны ли атомы?
В конечном счете, даже у таких стабильных атомов есть предел, налагаемый временем жизни протона (>10 в 25 степени лет). Помните, однако, что наилучшей оценкой современного возраста Вселенной является гораздо меньшее число — 10 в 10 степени лет, так что для всех практических целей атомы вечны.