【話題】〈画像あり〉「原子」が見えた！ なんと一眼レフで撮影に成功 科学写真コンテスト[02/19]

1 ：しじみ ★：2018/02/19(月) 14:36:18.53 ID:CAP_USER.net

すばらしい写真というものは、ときにデジタル一眼レフカメラと小さな原子、
そして好奇心旺盛な博士論文の提出候補者という組み合わせで撮影されるものだ。

　英オックスフォード大学で、
量子コンピューターに使う原子を閉じこめる研究をしていたデビッド・ナドリンガー氏は2017年8月7日、
一般的なデジタル一眼レフカメラを使ってこの写真を撮影した。
黒い背景の前で青紫色のライトに照らされているのは、プラスに帯電したストロンチウム原子だ。
両側には2つの金属電極があり、間にできる電界によって、原子はほぼ静止している。
この装置はイオントラップと呼ばれる。小さな2つの針の先端の間の距離は、2ミリにも満たない。

　この写真につけられたタイトルは「イオントラップ内の1つの原子」。
これが、英国の工学・物理科学研究会議（EPSRC）による科学写真コンテストで表彰された。

　原子はあまりに小さいため、肉眼で見ることはできない。

　EPSRCのプレスリリースで、ナドリンガー氏は「1個の原子を目に見えるかたちで表現することは、
微小な量子の世界と私たちの巨大な現実を直接的、
直感的に結ぶことができるすばらしいアイデアだと思いました」と述べている。
「ある静かな日曜日の午後、カメラと三脚を持って研究室に向かいました。
そして、小さな薄い青色の点が映ったこの写真を撮ることができたのです」


　ナドリンガー氏は、イオントラップの超高真空室の窓をのぞきこむようにして写真を撮影した。
使用したのは、50mmレンズと接写用のエクステンションチューブ、
そしてカラーフィルターをつけた2つのフラッシュ装置だ。エクステンションチューブは一般に、
レンズの焦点距離を長くしてクローズアップ写真を撮るために使われる。

続きはソースで

画像：プラスに帯電し、電界によってほぼ静止している1つのストロンチウム原子を撮影した写真。よく見ると、黒い部分の中心にうっすらと青い光が見える。
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/021600072/01.jpg
画像：中央部を拡大したもの
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/021600072/ph.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/021600072/

177 ：名無しのひみつ：2018/02/22(木) 13:05:50.84 ID:yrc7OZdj.net

素粒子の光子が何故ストロンチウムに反射(吸収・放射)するの？

ストロンチウムのどこに反射してんの？陽子？中性子？電子？

178 ：名無しのひみつ：2018/02/22(木) 19:01:12.71 ID:Ddd/t9Rm.net

>>167
おいおい電磁力は距離の二乗に反比例という高校生レベルの知識もねーのかよ
そんな簡単に原子サイズでイオンを接近できるならとっくに核融合成功してるっての

179 ：名無しのひみつ：2018/02/22(木) 21:45:38.32 ID:l8vfBlqw.net

反射した光が見えてるだけじゃねーか

180 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 02:57:08.03 ID:DHQu6XcI.net

光って原子よりデカイの？

181 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 03:36:15.97 ID:6Av9PCBU.net

>>178
> おいおい電磁力は距離の二乗に反比例という高校生レベルの知識もねーのかよ

あのねえ、件の画像は少し拡大して肉眼で１点に見えるというのがポイント
つまり原子の像だと言ってるものは数十μｍ程度のサイズでも１個に見える
（分解能は数十μｍ程度だ）というのが、今回の写真の正体

原子から電子が幾つか剥がれた陽イオン同士（つまり素電荷ｅの数倍程度の正電荷同士）のクーロン反発力など距離１μｍも離れれば無いも同然
レーザートラップを作っているレーザー光の圧力が生み出すポテンシャルの井戸の深さに比べればゼロと看做せるよ


> そんな簡単に原子サイズでイオンを接近できるならとっくに核融合成功してるっての

おいおい、核融合は原子サイズじゃなくて原子核サイズでイオン（原子核）を接近させなきゃならないんだよ、それすら知らない？
原子のサイズと原子核のサイズって同程度だなんて思ってるの？

君こそ高校レベルの知識もないんだね

182 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 03:51:20.12 ID:ynCQEA5W.net

>>181
どこにレーザートラップ使ってるって書いてある？

あと粒子個数をいつくと想定しるの？
1000個を安定させるより粒子1個を露光時間1000倍した方が技術レベルが大幅に低いことが理解できないのかな？
>>1で粒子をわざわざ複数集める利点はない
間違いなく原子(正確にはイオン)は一つ

核融合の話は技術レベルとしての指標
こんな簡単に原子サイズに近づけるなら原子核にも近づけるという意味
これは誤解を与える表現だったかもしれん

183 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 04:34:57.10 ID:6Av9PCBU.net

>>182
> どこにレーザートラップ使ってるって書いてある？

ああ、すまないね、早とちりだった、イオントラップって書いてあったからね
だがいずれにしてもトラップである以上、ポテンシャルの井戸を使ってるわけだから議論としては同じ


> あと粒子個数をいつくと想定しるの？
> 1000個を安定させるより粒子1個を露光時間1000倍した方が技術レベルが大幅に低いことが理解できないのかな？
> >>1で粒子をわざわざ複数集める利点はない
> 間違いなく原子(正確にはイオン)は一つ

そんな話はしていない
あの写真の分解能では、写っているものが１個のイオンとか１個の原子とは保証できないと言ってるだけだ
つまり複数個（例えば２個とか５個とか）のイオンや原子があったとしても見た目には同じに見える写真になってしまうと言ってるだけ

実際に複数個のイオンや原子を使って撮影するズルをしたか否かなんて全く問題にしていない
問題にしているのは、この撮影法では１個か否かを区別不能だということだけ
私の>>167を良く読み返してみたまえ、読解力に難のある早とちり君


> 核融合の話は技術レベルとしての指標
> こんな簡単に原子サイズに近づけるなら原子核にも近づけるという意味

おやおや、馬鹿が自分は馬鹿だと認めるのが嫌で更に墓穴を掘るのですか？

原子のサイズは高々１ｎｍ＝10^{-9}ｍ程度、これに対して原子核のサイズ（例えば水素原子核である陽子）は１ｆｍ＝10^{-15}ｍ未満だから一般の原子核もｆｍのオーダー
電磁力つまりクーロン反発の力は君が指摘していた通り距離の二乗で利くから、原子サイズか原子核サイズかで10^{12}＝1兆倍ほども違ってくる
むしろ、原子のサイズ１ｎｍと私が問題にしていた分解能以下の例として挙げた１μｍでは３桁程度しか違わないからクーロン反発力は100万倍ほどしか違わない

この程度のオーダーの違いすら知らず核融合なんて中身を知らない言葉を持ち出して知ったかするから恥をかくんだよ、君の場合は


> これは誤解を与える表現だったかもしれん

誤解でなく単なる無知の結果だよ、君自身の
君は100万倍のクーロン反発力の違いを問題にして核融合を持ち出した結果、１兆倍の違いは無視したか見落としたわけだからね

184 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 04:56:26.46 ID:ynCQEA5W.net

>>183
クーロン力の比較は原子サイズを基準に論じたのだから1nmが基準だよ
陽子直径1fmと比較な三桁違いだ
それに核融合に使われるレーザー核融合なら100万倍はそこまで無茶苦茶な数字ではない

ところで>>1が複数原子(イオン)ではないかとはご理解いただけたかな

185 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 14:06:29.74 ID:DHQu6XcI.net

つまり
原子を見える化したのは嘘って事？

186 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 14:19:41.97 ID:ynCQEA5W.net

>>185
定義によるんじゃないかな
少なくとも原子の輪郭を忠実に写したとは言い難い

可視光の波長は広めに見て360-830nm位らしい
実際のストロンチウムの直径が0.43nm
>>1の点は数千nmかそれ以上あるように見える

187 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 14:40:22.94 ID:1lqNI33F.net

>>121
文科省は面白い省庁で、文部省時代の研究室と
科学省時代の研究室の2つが未だに存在してる

んで、科学省はデータから妥当な結論を発信してるのに対して、
文部省は検証もなく、昔からの話をしたりしてる


だから、無くせなんて簡単に言うのは
文部省時代からの方じゃないかなと

188 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 14:41:40.71 ID:1lqNI33F.net

つーかこれ、原子の投影図だろ

189 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 14:48:22.73 ID:dq1c9whf.net

私は原子を見た
本当に見た
みんな信じてくれぇー

（´-`）.｡oO　こいつ頭おかしんじゃね

190 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 23:41:06.29 ID:5hn+1BxKR

>1
単なる画素欠損だった

191 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 22:52:57.37 ID:DHQu6XcI.net

つまり人類は原子を見れないって事？

192 ：名無しのひみつ：2018/02/23(金) 23:08:11.51 ID:2M2uLsb+.net

>>2
原子核、割れてね？

193 ：名無しのひみつ：2018/02/24(土) 01:28:50.15 ID:NTqZ4WmM.net

>>24
そんなに誇らなくても普通に生きていったら良いだろ

194 ：名無しのひみつ：2018/02/24(土) 13:10:16.48 ID:dCvbCs8X.net

素粒子の光子ひとつだけを捕まえる事出来るんか？
そもそも停止している光子を見る事が出来るんか？

はらこの世界はふしぎ

195 ：名無しのひみつ：2018/02/25(日) 08:48:59.99 ID:/sXh+xRA.net

ミジンコじゃね？

196 ：名無しのひみつ：2018/02/25(日) 09:31:47.62 ID:TCniPq4K.net

何かでかくね？

197 ：名無しのひみつ：2018/02/25(日) 12:52:23.30 ID:QqbC/TVi.net

これホンと？
原子でかすぎない？

198 ：名無しのひみつ：2018/02/25(日) 13:08:17.11 ID:c+qPB56h.net

ウィルスよりちっちゃいのに見えるわけないじゃん　はらこだよ

199 ：名無しのひみつ：2018/02/25(日) 19:36:45.91 ID:V0Of96/h.net

>>198
じゃあウイルスはどうやって写真に撮ると思う？

200 ：名無しのひみつ：2018/02/27(火) 19:40:06.78 ID:nqZ7MjLF.net

>>199
近くに寄って撮る

201 ：名無しのひみつ：2018/02/27(火) 19:54:36.45 ID:Fvg/86lK.net

光子の波長に上限や下限はないの？
電子より波長の短い光子、銀河より波長の長い光子は存在しないの？

202 ：名無しのひみつ：2018/02/27(火) 19:55:55.88 ID:jVn0xNon.net

【ＵＦＯ】　　山本太郎も横浜で遭遇　　≪�W◇″型の発光体≫　　世界にテレパシー放送　　【大宣言】
http://rosie.5ch.net/test/read.cgi/liveplus/1519704223/l50

203 ：名無しのひみつ：2018/02/27(火) 21:58:06.62 ID:hS9V5rfN.net

究極の点光源ｗ

204 ：名無しのひみつ：2018/02/28(水) 22:44:21.48 ID:Oic1sa7Z.net

でかいな、羨ましい。

205 ：名無しのひみつ：2018/02/28(水) 22:55:59.28 ID:KovWjsDW.net

>>201
超短波は自然にはほぼ存在しない。
超長波はまだ観測の技術が整っていない。

206 ：名無しのひみつ：2018/02/28(水) 23:24:48.61 ID:Ub7bHiiK.net

長波、超長波、極超長波、極極超長波と検索がすすんで
シューマン共振からのオカルトサイトにたどり着いてしまった

207 ：名無しのひみつ：2018/03/01(木) 00:13:23.37 ID:mQwVLKfr.net

>>201
多くの物理学者がなんとなく合意してる理論以前の推測として
もし光の波長に下限があるなら
現代の主流理論の基礎定数を組み合わせて出てくる
プランク長のオーダーにおそらく存在すると推測されている

208 ：名無しのひみつ：2018/03/01(木) 00:15:47.07 ID:gcCZw/QZ.net

てことは人が何Hzで動いてるのかわかるんだ

209 ：名無しのひみつ：2018/03/01(木) 04:32:39.26 ID:Fbeh9Ze9.net

>>201
時空量子化の都合からは最短の波長がありそうだが、
荷電粒子の制動放射やシンクロトロン放射から考えると
いくらでも高エネルギーの光子がありえそうな気がする

210 ：名無しのひみつ：2018/03/01(木) 05:02:41.72 ID:fR6fXPNn.net

電極が写ってる段階で

原子？

ありえない

211 ：名無しのひみつ：2018/03/01(木) 05:38:06.29 ID:orVm8Weu.net

原子なら、今、俺の隣で寝てるぜ。

212 ：名無しのひみつ：2018/03/01(木) 07:53:10.43 ID:YxcF985s.net

>>2
常に振動してる原子の残像
実際に粒があるわけじゃない

213 ：名無しのひみつ：2018/03/01(木) 12:50:12.92 ID:GGNIx0zJ.net

>>11
星新一「あなたが原子力研究所所長の原子力さんですか」

214 ：名無しのひみつ：2018/03/02(金) 07:09:22.28 ID:IuRPiec1.net

つまり原子そのものは見えないって事？

215 ：名無しのひみつ：2018/03/02(金) 09:39:11.76 ID:8Ql+hi/P.net

>>214
俺らが目にする物質のように、全面乱反射で見ることは出来ない。
スケールが違う。

いまの努力は出汁の風味からカツオや鰯の生態を探るような切り口だ。

216 ：名無しのひみつ：2018/03/02(金) 17:20:04.27 ID:IuRPiec1.net

>>215
でも凄い顕微鏡で拡大したら見えるやろ？

217 ：名無しのひみつ：2018/03/02(金) 18:59:58.85 ID:HhL1jL3C.net

原子顕微鏡という分野があるらしい。
一つの原子に電磁波を当てて、出てきた電子をキャッチし、その電子を解析して絵にするというもの。

www.spring8.or.jp/ja/news_publications/research_highlights/no_03/

ここ結構詳しく描いてあるよ。

218 ：名無しのひみつ：2018/03/02(金) 22:22:38.75 ID:jJZWJaMQ.net

X線自由電子レーザーなんて使わずとも、たった数億円のSTEMで十分原子分解能はある

ただ、単独の原子じゃなくて原子コラムだけど

219 ：名無しのひみつ：2018/03/03(土) 00:10:21.69 ID:XCFfEgbs.net

今回の実験で像が丸く見えるのは
原子電子軌道の遷移双極子モーメントに対して円筒対称に等しく光が出ているからであり
原子の丸さとは直接は関係無い
これが細長い分子でも似たような丸い像が写るだろう

220 ：名無しのひみつ：2018/03/03(土) 09:52:30.94 ID:84k9lV+5.net

凄いなこれ
もしこの光点にパンチを食らわしたら
原子を殴った人間として評価されるの？

221 ：名無しのひみつ：2018/03/03(土) 12:13:04.51 ID:7tpmE85D.net

原子が浮いてる「ギャップ（２�_）」の中にお前の拳が入るならな。

222 ：名無しのひみつ：2018/03/08(木) 05:53:09.33 ID:/DbdmVW4.net

原子一個が放つ光を撮ったということか

223 ：名無しのひみつ：2018/03/08(木) 16:30:52.48 ID:Sq1OM3UF.net

原子が見えたら空気が透明でなくなるじゃん　酸素とか窒素の原子、じゃないや分子？
が飛び交ってんでしょ？

224 ：名無しのひみつ：2018/03/09(金) 04:07:20.61 ID:REQXDWr3.net

>>223
この前箸で摘んだわ

225 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2018/05/06(日) 14:36:32.00 ID:Cebo9TgT.net

>>15
古い理論ではそういう感じだね

226 ：ニュースソース検討中＠自治議論スレ：2018/05/07(月) 02:02:17.44 ID:SrfVH804.net

デカクリ