Odborníci z Olomouce přispěli k posunu možností vědy. Poprvé pozorovali subatomární struktury
Průlomový objev srovnatelný s prvním pozorováním černé díry představili čeští vědci v prestižním časopisu Science. Podíl na inovativním pozorování subatomárních struktur mají také odborníci z Univerzity Palackého a olomouckého centra CATRIN.
Čeští vědci představili metodu, s jejíž pomocí jako první na světě pozorovali nerovnoměrné rozložení elektronového náboje kolem atomu halogenu, a byli tak schopni potvrdit existenci jevu, který byl teoreticky předpovězen, ale ještě nebyl přímo pozorován.
Vědcům z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) Univerzity Palackého, Fyzikálního ústavu AV ČR (FZÚ), Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR (ÚOCHB) a centra IT4Inovations při VŠB-Technické univerzitě Ostrava se podařilo dramaticky zvětšit rozlišovací schopnost rastrovací mikroskopie, která před několika lety umožnila lidstvu zobrazovat jednotlivé atomy, a dostali se z úrovně atomů až na subatomární jevy.
Byli tak schopni poprvé přímo pozorovat nesymetrické rozložení elektronové hustoty na jednotlivých atomech halogenových prvků, tzv. sigma-díry. Tím definitivně potvrdili jejich existenci, která byla teoreticky předpovězena před 30 lety.
„Potvrzení existence teoreticky předpovězených sigma-děr je podobná situace jako pozorování černých děr, jejichž existence byla předpovězena v roce 1915 obecnou teorií relativity, ale které se podařilo poprvé spatřit teprve před dvěma lety. Z tohoto pohledu zobrazení sigma-díry s jistou nadsázkou představuje podobný milník na atomární úrovni,“ vysvětluje Pavel Jelínek z FZÚ a CATRIN, přední odborník na teoretické a experimentální studium fyzikálních a chemických vlastností molekulárních struktur na povrchu pevných látek.
„Citlivost rastrovací mikroskopie jsme zvýšili funkcionalizací hrotu sondy atomem xenonu. Díky tomu jsme dokázali zobrazit nerovnoměrné rozložení elektronové hustoty atomu bromu v molekule bromovaného tetrafenylmetanu, tedy sigma-díru v reálném prostoru, a potvrdit teoretické předpovědi,“ říká Bruno de la Torre z CATRIN a FZÚ. Když poprvé sigma-díru spatřil, byl prý skeptický. „Nemohl jsem uvěřit, že jsme překonali hranici rozlišovací schopnosti mikroskopů až na subatomární úroveň. Pak jsem ale pocítil hrdost, že jsme posunuli limity experimentu, ale také uspokojení nad tím, že se otevřela možnost dalším badatelům jít dál a použít naše poznatky k objevování nových jevů na atomární a subatomární úrovni,“ doplnil.
Přesná znalost rozložení elektronového náboje na atomech je podle autorů objevu nutná k pochopení interakcí mezi jednotlivými atomy a molekulami včetně chemických reakcí. Nová zobrazovací metoda tak otevírá cestu ke zdokonalení materiálových a strukturních vlastností řady fyzikálních, biologických či chemických systémů, které ovlivňují každodenní život.
