Publicerad 22 juni 2021 kl 09.48
Vetenskap. Nu har forskare lyckats utföra ett experiment med så stor förstoring att en svävande droppe som absorberar en enda elektron för första gången blivit synlig för det mänskliga ögat – och kunnat mätas med en vanlig millimetergraderad linjal.
Gilla artikeln på Facebook
Materian i universum är uppbyggd av elementpartiklar som elektroner, protoner och neutroner. De finns överallt, men är så små att det mänskliga ögat inte kan uppfatta dem.
Det senaste århundradet har fysiker genom olika experiment påvisat kvantpartiklarnas existens, men i de flesta av dessa experiment har observationen av partiklarna varit indirekta.
Elektronen är en av dessa fundamentala partiklar. År 1909 visade Robert Millikan att elektronens laddning är kvantiserad, det vill säga att det finns en minsta odelbara laddning. Han visade detta genom att låta hundratals laddade droppar falla genom ett elektriskt fält och sedan göra en statistisk analys av dropparnas rörelse.
Nu har forskare vid Göteborgs universitet skapat en modern variant av detta klassiska experiment genom att fånga en enda droppe i luften med hjälp av en laser.
I detta experiment kan man observera den elektriska laddningen direkt utan att använda avancerade experimentell utrustning eller en komplicerade statistisk analys.
Forskarna placerade droppen i ett starkt elektriskt fält och adderade enskilda elektroner genom att exponera droppen med ett alfa-preparat. Droppen gjorde kvantiserade hopp när den absorberade en enda eller ett fåtal elektroner. Genom att förstora bilden av droppen med hjälp av en enkel lins kunde forskarna se effekten av att en enda elektron absorberades av droppen och mäta hoppet med en linjal. Ljusfläcken flyttades sig ungefär en millimeter för varje absorberad elektron.
Droppen är 29 mikrometer i diameter, vilket ungefär motsvarar tjockleken på ett tunt mänskligt hårstrå. Trots detta innehåller droppen den ofattbara storken på cirka 3.7 x1015 elektroner.
Detta innebär att vi nu med blotta ögat kan se hur en enda elektron adderas till de 3.700.000.000.000.000 andra elektronerna.
I och med möjligheten att “se effekten av en enda elektron”” uppenbarar sig en ny möjlighet att kommunicera vetenskap gällande partiklar till den större allmänheten, enligt forskarteamet.