Ֆիզիկոսները սովորեցրել են մարդու աչքը տարբերակել նանոմետրով արտահայտված տարբերությունը

ԵՐԵՎԱՆ, 10 հուլիսի — Sputnik. Գերմանացի գիտնականները մշակել են անսովոր մեթոդիկա, որը հնարավորություն է տալիս մարդուն անզեն աչքով գնահատել մանրադիտակային օբյեկտների հաստությունը և դրանց միջև մեկ նանոմետրի տարբերությունը։ Այդ մասին, ինչպես հայտնում է ՌԻԱ Նովոստին, ասվում է Optica ամսագրում հրապարակած հոդվածում։

Շտուտգարտի համալսարանից Սենդի Պետերհենսելը (Sandy Peterhaensel) և նրա գործընկերները ցույց են տվել, որ մարդկային աչքը չի զիջում, այլ հաճախ նաև գերազանցում է այն նուրբ չափիչ գործիքները, որոնք օգտագործում են նանոտեխնոլոգները, ինժեներներն ու ֆիզիկոսները։

Երբ հոդվածի հեղինակներն այցելում էին Գերմանիայի տարածքում գտնվող նանոգործարաններից մեկը, նրանք ուշադրություն դարձրին, որ ամենաճարպիկ տեխնոլոգներն ու ինժեներները կարող էին ուղղակի նայելով որոշել տիտանիումի օքսիդի նանոթաղանթների հաստությունը մինչև 10-20 նանոմետրի ճշտությամբ, ինչը բավականին տնտեսել է նրանց ժամանակը դասակարգման ժամանակ։

Գիտնականներն աշխատողներից հետաքրքրվել են, թե ինչպես է նրանց հաջողվում այդ հնարքը, և նրանք պատմել են, որ հաստությունը որոշելու հարցում նրանց օգնում է թաղանթի մակերևույթին դրա միջով լույսի ճառագայթի անցնելու պահին առաջացող ծիածանը։ Ինչպես հիշեցնում են մեզ ֆիզիկոսները, նմանատիպ գունային զարդանախշեր են առաջանում օճառի պղպջակների մակերևույթին կամ յուղային բծերի ու ջրափոսերի մեջ այն ֆենոմենի շնորհիվ, որը գիտնականներն անվանում են ինտերֆերենցիա։

Այդ «ծիածանի» նկարը շատ ուժեղ կախված է թաղանթի հաստությունից և նրանից, թե որ անկյան տակ են լույսի ճառագայթներն ընկնում դրա մակերևույթին, ինչի շնորհիվ լուսային զարդանախշն արմատապես կտարբերվի տարբեր հաստության թաղանթների վրա և տարբեր լուսավորության դեպքում։ Գործարանի բանվորները նշում էին, որ այդ հատկությունն օգնում էր նրանց դասակարգել տիտանե նանոթաղանթները։

Պետերհենսելը և նրա գործընկերները պարզ փորձ են անցկացրել այդ հայտարարությունները ստուգելու համար։ Նրանք «աճեցրել են» թաղանթնորի մի քանի հարյուր հատվածներ, որոնց հաստությունը տարբերվում էր ընդամենը մեկ ատոմով, և ամրացրել են դրանք մոնիտորի էկրաններին։

Երբ կամավորը նստում էր սեղանի մոտ, էկրանը միանում էր, ներկվում սպիտակ գույնով և դրա վրա հայտնվում էր գունային կալիբրատոր, որի օգնությամբ փորձի մասնակիցը պետք է ընտրեր գույները, որոնք նա տեսնում էր թաղանթի մակերևույթի «ծիածանում»։ Օգտագործելով այդ «գունապնակը»` համակարգիչն այնուհետև հաշվարկում էր թաղանթի հաստությունը։

Ինչպես ցույց է տալիս փորձը, կամավորները շատ արագ սովորեցին հաշվարկել թաղանթների հաստությունը` սխալվելով ընդամենը 1-3 նանոմետրով, և նույնիսկ տարբերել միմյանց միջև այն թաղանթները, որոնց հաստությունը տարբերվում է ընդամենը մեկ նանոմետրով։ Այդ ամբողջ ընթացակարգը զբաղեցնում է մոտ երկու րոպե, ինչը մի քանի անգամ արագ է, քան աշխատում են նմանատիպ հաշվումների սովորական հաշվիչ սարքերը։

«Մենք հաճախ թերագնահատում ենք, թե որքան լավ են աշխատում մեր զգայարանները, և այն, թե ինչ դեր են խաղում դրանք գիտության և ճարտարագիտության դաշտում։ Մեր փորձը ցույց տվեց, որ մարդկային անզեն աչքերը կարող են կատարել նաև այնպիսի խնդիրներ, որոնք հաճախ չեն կատարում նույնիսկ թանկարժեք և բարդ սարքերը»,– ասում է Պետերհենսելը։