原子很小，真的非常小。你可能聽說過，大千世界都是由微小的原子構(gòu)成的。你或許也知道，我們無法用肉眼看到它們。但原子確實(shí)存在，并與每樣事物發(fā)生相互作用，構(gòu)筑了我們的世界。
然而，對大多數(shù)人而言，知道這些遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。科學(xué)的榮耀之處在于，它總是通過實(shí)際觀測來發(fā)現(xiàn)宇宙的奧秘。那么，我們?nèi)绾蔚贸鲈哟_實(shí)存在的結(jié)論呢？對這些微小的結(jié)構(gòu)，我們究竟了解多少呢？
要證明原子的存在似乎非常簡單：只需要在顯微鏡下觀測就可以了。事實(shí)上，這個(gè)方法并不奏效，因?yàn)榧词褂米顝?qiáng)大的光聚焦顯微鏡，我們也無法看到單個(gè)原子。物體之所以可見，是因?yàn)樗軌蚍瓷淇梢姽獠ā５舆h(yuǎn)遠(yuǎn)小于可見光的波長，因此無法反射可見光。換句話說，原子對光而言是不可見的。但是，原子能對另外一些事物產(chǎn)生可觀測的影響。
材料表面。它們間的距離如此之近，探頭對它指向的化學(xué)結(jié)構(gòu)將非常敏感，當(dāng)它轉(zhuǎn)動的時(shí)候，電阻會有所改變。這樣一來，科學(xué)家就能夠獲取單個(gè)分
子的圖像。
近期，研究人員公布了應(yīng)用這一方法獲得的化學(xué)反應(yīng)前后的分子圖像。
斯基帕補(bǔ)充說，近期的許多原子研究，都是探索在極度高溫或高壓的情況下，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)會發(fā)生怎樣的變化。大多
數(shù)人都知道，當(dāng)物質(zhì)被加熱時(shí)，通常會膨脹。這些研究就是要揭示在加熱情況下原子有怎樣的變化，使得物質(zhì)發(fā)生膨脹。
他說：“如果加熱液體，你將看到原子呈現(xiàn)出混亂無序的狀態(tài)。這一切都可以從原子結(jié)構(gòu)圖中得到直接體現(xiàn)。”
同時(shí)，斯基帕以及其他物理學(xué)家還用查德威克在20世紀(jì)30年代使用過的中子束發(fā)射技術(shù)，對原子進(jìn)行研究。
斯基帕解釋說：“我們所做的就是向許多物質(zhì)發(fā)射中子束。根據(jù)散射圖像，我們可以推斷原子核中散射出許多中子。這樣，我們就能計(jì)算出發(fā)生散射的物質(zhì)的質(zhì)量和大致體積。”
但是，原子并不是始終紋絲不動地待在那兒等著我們對它進(jìn)行檢測。有時(shí)原子會發(fā)生衰變，這就意味著它們具有放
射性。
自然界中的許多元素都具有放射性。衰變過程會產(chǎn)生能量，這就是核能的基礎(chǔ)，也是核彈的基礎(chǔ)。核物理學(xué)家研究的主要內(nèi)容，就是深入了解核反應(yīng)過程中發(fā)生的變化。
伽馬射線就是一種原子衰變輻射。不同的放射性原子會產(chǎn)生不同的伽馬射線形態(tài)，這就意味著我們能夠通過探測原
子衰變過程中伴隨的伽馬射線的能量來辨別原子。這就是利物浦大學(xué)的哈克尼斯· 布倫南進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。
布倫南進(jìn)一步解釋說：“這一實(shí)驗(yàn)所需的探測器，必須既能探測到射線的存在，又能探測出射線的能量。因?yàn)槊糠N元素的原子核都有其獨(dú)特的指紋圖譜。”
射線探測區(qū)也可能存在其他類別的原子，尤其是在一些大型核反應(yīng)中。因此，準(zhǔn)確了解存在哪些放射性同位素就顯得格外重要。也正因?yàn)檫@樣，這類實(shí)驗(yàn)通常都在核電站或是發(fā)生過核事故的地區(qū)進(jìn)行。
現(xiàn)在，哈克尼斯·布倫南及其同事的重點(diǎn)就放在研發(fā)對存在輻射的區(qū)域進(jìn)行探測的系統(tǒng)裝置上。她說：“我們所要研制的科技設(shè)備和工具，需要能夠?qū)Υ嬖谳椛涞奶囟▍^(qū)域進(jìn)行三維成像。”
原子如此之小，但我們能從中了解到很多奇妙的物理學(xué)知識
云室是一種核輻射探測裝置，放射源周圍彌漫著冷卻到-40℃、達(dá)到過飽和狀態(tài)的酒精蒸汽云。輻射源放射出的帶電粒子從酒精分子中轉(zhuǎn)移電子，在經(jīng)過的路徑上產(chǎn)生離子。與此同時(shí)，酒精沿著帶電粒子經(jīng)過的路徑濃縮為小液滴。這一實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)出的結(jié)果令人驚嘆不已。
我們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有搞清楚原子究竟是什么，只是揭示出它們有著驚人的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在自然界中能夠發(fā)生許多奇異的變
化。研究原子的過程使我們的科技水平以及利用核能的能力有了大幅進(jìn)步，讓我們更好地了解了我們生活的世界。與此
同時(shí)，也能更好地預(yù)防輻射對我們的傷害。
正如哈克尼斯·布倫南所說，“原子雖然如此之小，但我們能從中了解到很多奇妙的物理學(xué)知識”。
我們周圍的所有事物，都是由微小的原子構(gòu)成的。深入地了解原子，我們才能更好地了解世界。
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