【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]
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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/ フランスであった、Ｎ線みたいな展開
になったりして。
＿ﾉ乙(､ﾝ､)＿文部省「電子顕微鏡の予算を削りましょう（ニッコリ」 原子を野球場に例えると原子核はマウンド上の一円玉
電子は野球場の回りを針の穴程の大きさで回ってる。
つまり原子の中身はスカスカって事。 カメラはもちろん日本製なんだろうな？
もうこれくらいしか誇れるものがない ストロンチウムの原子半径は215ピコメートル（1ピコは1兆分の1）と極めて小さいが、
38個の陽子を持ち、原子のなかでは比較的大きい。それでも、写真で原子を見ること
ができるのは、カメラの露光時間を長くして、原子がレーザー光を吸収して再放出する
様子をとらえられるようにしているからだ。そのため、実際に写真に映っているのは、
原子の輪郭ではなく、放たれているレーザー光だ。露光時間を長くしなければ、原子を
撮影することはできない。
節子、それ原子ちゃう >>25
これだけ伸ばせるんだからフルサイズ機、日本製の可能性の方が高いと思う。Nikonの8X0か
キヤノンの5Dsあたりだと思うが50mmのレンズで解像力を考えるとシグマ（猪苗代製）あたりかな? 原子の画像にも、機材の存在にもビックリだ。科学史・科学技術史の講義で使えるな、機材のメーカーや工場等の詳細まで含めて。 光学レンズでは、光の波より小さいものは見えないんじゃなかったか？ 器材との比率おかしいやろｗ
原子はこんなでかくねーｗ ん？電子顕微鏡で何年も前から見えてただろ。
まあ、電子の像なので直接見てるわけじゃないけど・・・ >>1
なんてゲンシ的なんだ
choose one
原子 原始 幻視 元始 >>2
遠近法のせい
>>1 にクローズアップって書いてあるだろ 嘘くせー
左右のストロー管の作り方が知りたいわ
原子10個で丸を構成してるのか？ >>38
クロースアップだ、クローズアップとか
ここで間抜けな英語使うな池沼
知恵遅れ板で使えや 一分子蛍光と同じ原理でガウス分布の重心特定するだけじゃないのか？ 0.215 nmかあ
DNAのらせん構造を綺麗に撮影できたら、楽しいだろうなあ 原子ってのが、電子の周回軌道なら、けっこうでかいかも
原子核とか電子ははるかにちっちゃくて、スッカスカってきいた
テニスボールとテニスコートだったかな モーガンフリーマンでやってた >>40
記事にそう載ってるからこう書いたんだろJK あれ?
光の波長の関係で原子って可視光では見えないんじゃなかったっけ? 原子を表す図で、原子核の周りを電子が回っているのだが、
なんかおかしい気がしている
電子は粒のような状態で存在しているのかな？ ストロンチウムでこれなら、
バリウムだともっとはっきり見えるんじゃないの。 >>55 >>58
ライトに照らされてるって意味不明だよな 遠くの星は形状は見えないが光ってるのは解るだろ。
それと同じ原理だよ ちなみに原子の形状も電子顕微鏡ならもちろん見えるよ >>40
クローズアップ現代とかもやめてほしいよな 勘違いしてるのが多いがｗ
光の波長で規定されるのは 「分解能」、つまり、
「２つの点を2つの点として認識出来る限界」 であって
蛍光を発する1つの原子が対象ならば波長は関係ないｗｗｗ これで俺のチンコ撮ってもらったら俺世界最強じゃねえか 嘘だ！？（ひぐらし風）
原子がこんなに大きい訳がない >>2
デジカメの素子による分解能や君の見ているディスプレイの解像度の制約
実物は当然もっと小さい >>75
自己レス
wikipediaによるとストロンチウムの原子半径は215pm(pmピコメートル:nmの千分の一)
直径で430pm
>>1によると厳密にはプラスイオンとあるのでイオン半径は更に小さくなるはず
ということなので写真の点は実物の10万倍はあるはず
また当然ながら無限の分解能を持つカメラがあったとして光の波長より小さいものは光の波長までしか識別できない
紫外線が写るとしても300-400nmが限界じゃないかな これは発光させてるから写ってるんだな
1キロ先に置いてあるＬＥＤランプ見えなくても、光らせたら見えるようなもん >>75
なるほど
普通に「でけー」って思っちゃったよ 原子が回転したり振れたりする動きをシャッタースピードで捉えきれないからこれくらいの大きさに見えるってことなのかな
イメージでいうとバイブレーションの振れがそのまま大きさに見えてるみたいな 長時間露光中に原子が動いた軌跡ではあるけど面白いねえ。 >>2
レーザー光を散乱したのを長時間露光したものだから、原子一個の一瞬を切り取ったものではなくて、だいたいこのへんにあるという存在の積分値を捉えたもののような。 >>95
ちがうちがう、見えているのは原子そのものだよ
真っ暗闇で電球が光ってるのをみて
「オレが見てるのは電球ではない発光現象だ」とは言わないでしょ？
極めて小さなものでも自ら光ってたり光を反射したりすると、
点として見えることが知られている >>99
君の言っていることがてんで分からないよ 点だけに 原子が写ったとはいっても
光ってるだけじゃ意味がない 意味ないってどんだけ上からwww
結像が正確ではなくとも意味はあるだろw ストロンチウム原子の電子の軌道がレーザー光でよりエネルギーの高い電子軌道に励起され
其の励起された電子が元の電子軌道に戻る時に戻った分のエネルギーと等価な光を放出し
その光を観測したって話 結局「電子雲」が見えているんだろう？
原子がひとつだけだから、電子が必要以上に大きな半径で飛び回って大きく見えている 小さな原子でも、ひかると、肉眼でもみえるんだね。
リチウムイオンは原子量３だからほんとうに小さい。
どれ位小さいかと言うと、信じられないかも知れないが、リチウムイオン原子を直径1ｍｍの球とすると、
親指の爪の大きさは関東平野程の大きさになる。
つまり、関東平野を見渡しながら、１mmの光る粒を見つけるの同じということだ。
まあ、普通なら有り得ないとかんがえていい。
オレには証拠の写真をみせられても信じられない。 原子を正確なサイズで写すには量子サイズの解像度のデジカメが必要
原子が見えたといえば見えてるけどね
極論すれば日常的に原子は見えてる、と主張するのと同じ延長線上にある話 ちがう、リチウム（イオン半径0.92A）じゃなくストロンチウム（イオン半径1.44A）だった。それでも大きさは同じくらいだ。 >>107
電子雲が見れるなら電子顕微鏡並の解像度だよｗｗｗ
単に、井戸型ポテンシャルの底で暴れまわっている「原子」の
長時間露光での奇跡を見ているだけだろｗｗｗ 電子「雲」とは言われているが、実際に撮影したら1個の電子があるだけじゃねーの
「雲」と呼ばれているのは単に確率上存在するかもしれない場所を便宜的にそう言ってるだけで
人間が観測したらその確率とやらは消滅して、ただ一点に位置が収束してしまうそうだからな 俺だって原子見えるぞ、塊だけどｗ
あと電磁波も目がわかる >>114
電子顕微鏡で見ているのは電子顕微鏡の電子ビームを原子にぶつけた時に反射散乱した電子の像を観ている >>113
なるほど
井戸型ポテンシャルか
量子力学久しぶりだった 原子・・・クォークとレプトン・・・素粒子・・・つまり場の励起
つまりこれはつまりエネルギーの塊のようなものだ
決して「モノ」ではない >>125
ものを構成する要素ではあるんだよ。
一般的なモノ、つまり双頭ディルドを考えてみよう。
一般的なセックスプレイ用のディルドは、シリコンと樹脂のゴム、それと何等かの安定剤と、あと場合によっては塗料でできている。
いずれも判りやすい、安定して同じ分子を集め固めたものだ。ものというのは一般的には、人間から見て安定した形があるもの。
つまりペニスの形状だ。ペニスの形状で安定させるために、単体ではすぐに散逸するエネルギーの一態でしかない原子が、分子
として安定した特性になり、さらにペニスという形で形状安定させたものが相当ディルド―だ。
エネルギーがペニスの形で安定してモノになる。
つまり、エネルギーはペニスなんだ。パトスという名のもとに、人々は曖昧な現象に形を与えてきたんだ。その情熱こそがペニスなんだ。 デカ。10個集まってたら普通に見えるレベルじゃん。 >>128
人の目は暗がりに慣れた状態だと、光子単位で10個で認識できるらしいよ。 >>110
> 極論すれば日常的に原子は見えてる、と主張するのと同じ延長線上にある話
さすがにそれは暴論
今回のは単一の原子に由来する信号（蛍光）をデジカメで撮影したというのが重要なポイント
但し、重大な問題（「原子が見えた」という主張に疑問というかある種の胡散臭さ・ズルさを感じる点）は、
このイオントラップに１個でなく実は複数個（例えば２個とか３個）のストロンチウム原子がトラップされていたのだとしても
このデジカメ画像では恐らく判別できない危険性が高い、つまり画像だけでは「単一の原子を見ている」という確証にならないということだ
単一の原子であるということは画像からでなくイオントラップに単一の原子を捉える作業を正しく行ったという撮影状況の設定面の側で担保されたということ
だからこの写真のタイトルや評価は正しくは「デジカメを使えば単一の原子の発光でも撮影可能、但し単一か複数原子かは写真だけでは判別できない」というべき オレのアトムを喰らえ
(ﾟдﾟ（ ::: * ::: ） =3 ﾌﾞｯ 遠すぎて見かけの大きさでは見えないはずの恒星だって光っているから見えるわけで、、、 >>132
人のペニスは柔軟性があり、また、血液を柔軟な海綿体に送り込むことでその容量と硬度を増す。
だから小さな分子間力だけで構成されたペニスがあんなにも大きく硬くなる。ちなみに俺のは１Lコーラと言われている。
双頭ディルド―は勃起したペニスの形状をさらに長くすることで、プレイの幅を増やす。
ちなみに俺はドS女にケツを責められるのが大好きだ。
原子は小さいがそれが構成する物質は大きいものもいろいろある。
小さいポイントを覗き見るのは人間の欲望だ。電場で小さなところを縛りそれを舐め回すように何度も光を当てて撮影する、
そういうのが好きな人もいるだろう。 >>137
今度新宿二丁目においで。
じっくり君のブラックホールで体験させてあげる。 君の核を見せてごらん。
大きな胸のその真ん中が見たいんだ。 >>1
ハリの間が2mmってことなら、この原子0.1mm程度ないか？ｗ
目のいい人なら世の中の原子みえまくるぞｗ ソースより
＞実際に写真に映っているのは、原子の輪郭ではなく、放たれているレーザー光だ。 >>147
つまり俺らが見せられているのは
原子ではなくただのレーザー光って事？
はい解散 >>130
イオンの時点で同一のイオンなら静電気的斥力が生まれるからそれはない 原子核が見えているのか？
電子雲が見えているのか？
光子が見えているのか？ >>150
俺らが見ているのもモノに乱反射した光の影だよ 写真に写る為に光子の数がどれだけ必要だと思う？
原子を焼き尽くし破壊するほどの量の反射があったとして、
どれだけ長い時間露光し続けた話か？ アボガドロ定数から計算して、原子１個から得られる光の量に対する
その１点とその１点の周囲に散乱してしまう光のそれの割合を考えろ
撮像するというより光電子増倍管で点源として捉える微量の量だぞ
２Ｄの「形」のある球形の映像とするなら面として捉える分がどれだけなのか
単純計算しても目測できるだろ >>154
この前提が頭に入ってれば騒ぐこともない記事だよな
原子が見えたという解釈は別に間違ってないし
アホ多すぎ こういうの見ると幽霊とか居てもおかしくないかもなぁ >>157
それなら
俺だって常に原子見えてるやん 瞼も原子じゃん
つーか俺らが原子でできてるやん この一粒一粒が集まってこの世を創っているんだ
こうして考えるおれの意識から、海やら山やら、無限の宇宙にいたるまで
どうしたらこの一粒がこんな現実を創れるんだろう
科学で解明できると考える発想そのものがおかしい これ、ボースアインシュタイン凝縮体じゃないの？
それなら肉眼でも見えるが >>152
だが単一イオンの電荷同士の反発力など微々たるもの
イオントラップを構成するレーザー光の生み出す力によって
今回の写真の分解能（つまり少し拡大すれば人間が裸眼で見分けられる程度の距離）よりは
イオン同士の反発で生じるイオン同士の距離はずっと小さくなってしまうだろう
（つまり複数イオンがあっても今回の写真のような撮影法と分解能では複数イオンとして分離して撮像できない） >>147
無粋なツッコミかもしれんが
レーザー光ではないだろ 分子の大きさに対して光の波長が十分長い場合
一般に分子の蛍光が持ってる情報は波長と強度と偏光面ぐらいで、
分子自体の形の情報は持たない
だからこのトラップ原子が何かの分子でも同じような「点」が写るだろう 蒸着させた金膜をSTMで見てたが
金粒子は本当に金だと思っていたら違った。 >>1続き
>それでも、写真で原子を見ることができるのは、カメラの露光時間を長くして、原子がレーザー光を吸収して再放出する様子をとらえられるようにしているからだ。
>そのため、実際に写真に映っているのは、原子の輪郭ではなく、放たれているレーザー光だ。 電子雲の波動関数の形を見るには
元のふわっとした波動関数よりはるかにとんがった波動関数と相関させる必要があるが
この実験はそういうものではない
ふわっとした波動関数同士の光遷移だから形は見えない 原子スッカスカ 原子から出来てる人間もスッカスカ
素粒子通り抜け放題 スッカスカ 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？ >>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 >>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 >>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 >>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 >>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
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 >>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 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 >>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 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 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 >>197
じゃあウイルスはどうやって写真に撮ると思う？ 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？ >>200
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。 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 >>200
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 >>200
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 >>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 >>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」 >>213
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。 >>214
でも凄い顕微鏡で拡大したら見えるやろ？ 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。 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 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 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？ 原子が浮いてる「ギャップ（２㍉）」の中にお前の拳が入るならな。 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？ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
