ZNANSTVENA PEŠKARIJA

Tko je pomaknuo granice promatranja do atomske preciznosti?

Bionic
Reading

Heinrich Rohrer, švicarski fizičar i nobelovac, rođen je na današnji dan 1933. godine u Buchsu, gradiću na granici s Lihtenštajnom

Tijekom odrastanja Heinrichu Rohreru interes je bio podijeljen između klasičnih jezika i prirodnih znanosti. Za studij fizike odlučio se u zadnji tren, prilikom upisa na ETH Zürich, na kojem je diplomirao i doktorirao. Nakon dvije godine poslijedoktorskog usavršavanja na Sveučilištu Rutgers u SAD-u, vratio se u Švicarsku i zaposlio u IBM-ovu istraživačkom laboratoriju, gdje se zadržao do mirovine.

U IBM-u se s kolegom Gerdom Binnigom bavio svojstvima materijala i supravodljivošću. Jedna od istraživačkih ideja bilo mu je promatranje atomske strukture površine materija, što nije bilo moguće pomoću tada dostupnih alata.

Binnig i Rohrer razvili su novu vrstu mikroskopa, pretražni mikroskop s tuneliranjem (engl. scanning tunneling microscope, STM), temeljen na kvantnom efektu tuneliranja elektrona kroz energijsku barijeru. Kako bi pojasnili efekt tuneliranja, zamislimo elektron koji je vezan za jezgru atoma električnom silom. Prema klasičnoj fizici, elektron ne može pobjeći toj vezi, odnosno elektron vidi energijsku barijeru, nepremostiv zid. Međutim kvantna fizika smatra da lokacija elektrona nije sasvim određena. Postoji vjerojatnost da se elektron nađe s druge strane energijske barijere kao da ona ne postoji, tj. tunelira kroz nju.

STM se sastoji od sonde načinjene od vodljiva materijala, čiji je vrh debljine svega nekoliko atoma. Sonda se pozicionira na udaljenost od 1 nm (100.000 puta manje od debljine vlasi kose) povrh uzorka koji želimo promatrati i na nju se dovede napon. Zbog razlike potencijala između uzorka i vrha sonde stvara se energijska barijera te dolazi do efekta tuneliranja elektrona. Elektroni prelaze iz atoma u materijalu u vrh sonde, pritom inducirajući struju koja je proporcionalna udaljenosti sonde od površine. Ako sondu držimo na istoj visini od uzorka te povlačimo lijevo-desno i naprijed-nazad iznad uzorka, mjerenjem struje tuneliranja u svakom trenutku određujemo varijacije u visini uzorka te dobivamo trodimenzionalnu sliku objekta.

Binnig i Rohrer su tako 1981. godine koristeći svoj mikroskop dobili prvu sliku površine silicija uvećanu 20 milijuna puta. Jasno su se mogli uočiti individualni atomi i veze među njima. Svojim otkrićem pomakli su granice vidljivog, omogućili promatranje svijeta oko nas atomskom preciznošću i otvorili vrata nanotehnologiji. Za svoj rad nagrađeni su Nobelovom nagradom za fiziku 1986. godine.

Tko opisuje i ilustrira poznate događaje iz svijeta znanosti?

U knjizi 'Split za početnike' peškarija je okarakterizirana, osim kao tržnica robom s okusom soli, kao važan punkt društvenog života. U Institutu za promociju znanosti ona ima ulogu punkta znanstvenog života na kojem ljubitelji znanosti mogu pronaći odabrane događaje iz tog svijeta.

Na tportalu donosimo događaje koje bira i opisuje Dominik Žanić, istraživač i doktorand s FER-a te dugogodišnji volonter KSET-a, u kojem je bio voditelj Planinarske sekcije i član PR tima, a danas je počasni član. Žanić, koji znanstveno djeluje u području aktivnih radiofrekvencijskih sklopova, dvaput tjedno odabrane vijesti jednostavnim jezikom približava zainteresiranoj publici, a svaki tekst prati detaljno razrađena grafika.

Za osmišljavanje i crtanje grafika zaslužna je Lara Vrabac, studentica FER-a koja istražuje magnetska polja zavojnica i prilagođavanje antena pomoću aktivnih elemenata. Vrabac se bavi kalistenikom i proučava tehnike crtanja, što joj pomaže u kreiranju raznih umjetničkih ilustracija od kojih su znanstveno najatraktivnije one koje stoje uz tekstove peškarije.

Točku na 'i' svakog teksta stavlja Ivana Žeger, asistentica i doktorandica s FER-a, na kojem se bavi obradom signala i primjenom umjetne inteligencije u komunikacijskim sustavima. Žeger, koju očaravaju strani jezici, metal glazba i metafizika postojanja, hladnim tekstovima punim znanstvenih činjenica dodaje sebi svojstvenu toplinu.