Hãy tưởng tượng bạn có thể nhìn thấy những viên gạch cơ bản nhất xây dựng nên vạn vật. Đó chính xác là những gì các nhà khoa học vừa làm được. Sử dụng một phương pháp mang tính cách mạng có tên là ptychography (tạo ảnh cắt lớp), các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ cấu trúc nguyên tử của một tinh thể perovskite (PrScO₃) với độ chính xác đến khó tin.
Bức ảnh kết quả không chỉ là những chấm mờ. Nó sắc nét đến mức các nhà khoa học có thể phân biệt rõ ràng từng nguyên tử riêng lẻ và thậm chí còn quan sát được một hiện tượng vi tế đáng kinh ngạc: sự rung động của chúng do nhiệt.
Trong mạng lưới nguyên tử hoàn hảo của tinh thể:
Các nguyên tử praseodymium (Pr) tỏa sáng rực rỡ theo từng cặp.
Các nguyên tử scandium (Sc) xuất hiện dưới dạng các chấm đơn sáng.
Và bao quanh chúng là các nguyên tử oxy (O), phát sáng với màu đỏ nhạt hơn.
Đây không còn là khoa học viễn tưởng. Chúng ta đang thực sự nhìn thấy cách các nguyên tử sắp xếp và tương tác với nhau trong không gian ba chiều. Độ phân giải cao đến mức có thể phát hiện những sai lệch cực nhỏ trong mạng tinh thể, mở đường cho việc thiết kế các vật liệu mới với những đặc tính chưa từng có.
Ý Nghĩa Của Bước Đột Phá
Việc có thể "nhìn thấy" thế giới nguyên tử với độ rõ nét như vậy mang lại những tiềm năng to lớn:
Công nghệ nano: Các kỹ sư có thể thiết kế và chế tạo các thiết bị ở cấp độ nguyên tử với độ chính xác tuyệt đối.
Khoa học vật liệu: Hiểu được cách các nguyên tử sắp xếp và các khuyết tật nhỏ ảnh hưởng đến vật liệu sẽ giúp tạo ra mọi thứ, từ pin hiệu quả hơn đến các tấm pin mặt trời siêu bền.
Điện toán lượng tử: Khả năng quan sát cấu trúc nguyên tử là chìa khóa để phát triển các qubit ổn định hơn, trái tim của máy tính lượng tử trong tương lai.
Như một nhà vật lý hàng đầu tham gia vào nghiên cứu đã phát biểu một cách đầy hình ảnh: "Giống như trước đây chúng ta luôn phải đeo một cặp kính mờ – còn bây giờ, chúng ta cuối cùng cũng có thể nhìn thấy thế giới nguyên tử một cách rõ ràng."
Khám phá này là một lời khẳng định mạnh mẽ về sự tò mò vô hạn của con người và khả năng của chúng ta trong việc vén bức màn bí ẩn của tự nhiên. Buổi sáng hôm nay, khi chúng ta bắt đầu công việc của mình tại Long Xuyên, hãy nhớ rằng ở đâu đó, các nhà khoa học đang nhìn vào một thế giới nhỏ bé đến không tưởng, mở ra những con đường lớn lao cho tương lai của tất cả chúng ta.
