Aatom (kreeka keelest "jagamatu") - kunagine väikseim mikroskoopilise suurusega aineosake, väikseim osa keemiline element, mis kannab selle omadusi. Aatomi koostisosad – prootonid, neutronid, elektronid – ei oma enam neid omadusi ja moodustavad need koos. Kovalentsed aatomid moodustavad molekule. Teadlased uurivad aatomi omadusi ja kuigi need on juba üsna hästi uuritud, ei jäta nad kasutamata võimalust leida midagi uut – eelkõige uute materjalide ja uute aatomite loomise vallas (jättes perioodilisustabelit). 99,9% aatomi massist on tuumas.
Ärge laske end pealkirjast hirmutada. National Accelerator Laboratory SLAC töötajate poolt kogemata loodud must auk osutus vaid ühe aatomi suuruseks, nii et miski meid ei ähvarda. Ja nimetus "must auk" kirjeldab teadlaste täheldatud nähtust vaid eemalt. Oleme teile korduvalt rääkinud maailma võimsaimast röntgenlaserist, nn
PostScience lükkab ümber teaduslikud müüdid ja selgitab levinud väärarusaamu. Palusime oma ekspertidel kommenteerida populaarseid ideid aatomite struktuuri ja omaduste kohta.
Rutherfordi mudel vastab tänapäevastele ideedele aatomi struktuuri kohta
See on tõsi, kuid osaliselt. Aatomi planeedimudeli, milles kerged elektronid tiirlevad ümber raske tuuma, nagu planeedid ümber Päikese, pakkus välja Ernest Rutherford 1911. aastal pärast seda, kui tema laboris avastati tuum ise. Pommitades metallfooliumilehte alfaosakestega, leidsid teadlased, et valdav enamus osakestest läbis fooliumi nagu valgus läbi klaasi. Kuid väike osa neist – umbes üks 8000-st – kajastus tagasi allikani. Rutherford selgitas neid tulemusi sellega, et mass ei jaotu aines ühtlaselt, vaid on koondunud "klompidesse" – aatomituumadesse, mis kannavad positiivset laengut, mis tõrjub positiivselt laetud alfaosakesi. Kerged negatiivselt laetud elektronid väldivad tuuma "kukkumist" nende ümber keerledes, nii et tsentrifugaaljõud tasakaalustab elektrostaatilist külgetõmmet.
Pärast selle mudeli leiutamist olevat Rutherford hüüatanud: "Nüüd ma tean, milline aatom välja näeb!" Ent peagi, pärast inspiratsiooni, mõistis Rutherford oma idee alaväärsust. Pöörledes ümber tuuma, tekitab elektron enda ümber muutujad elektri- ja magnetväli. Need väljad levivad valguse kiirusel elektromagnetlaine kujul. Ja selline laine kannab endaga energiat! Selgub, et ümber tuuma pöörledes kaotab elektron pidevalt energiat ja langeb tuumale mõne miljardi sekundi jooksul. (Võib küsida, kas sama argumenti ei saaks rakendada planeetide kohta Päikesesüsteem Miks nad Päikese peale ei kuku? Vastus: gravitatsioonilained, kui nad üldse eksisteerivad, on palju nõrgemad kui elektromagnetilised ja planeetidele salvestatud energia on palju suurem kui elektronides, seega on planeetide "jõureserv" mitu suurusjärku suurem.)
Rutherford andis oma kaastöötajale, noorele teoreetikule Niels Bohrile ülesandeks vastuolu lahendada. Pärast kaheaastast töötamist leidis Bohr osalise lahenduse. Ta postuleeris, et elektroni võimalike orbiitide hulgas on selliseid, millel elektron võib pikka aega viibida ilma kiirgamata. Elektron võib liikuda ühelt statsionaarselt orbiidilt teisele, neelates või kiirgades samal ajal kvanti elektromagnetväli mille energia on võrdne kahe orbiidi energiate vahega. Kasutades selleks ajaks juba avastatud kvantfüüsika algpõhimõtteid, suutis Bohr välja arvutada statsionaarsete orbiitide parameetrid ja vastavalt ka üleminekutele vastavate kiirguskvantide energiad. Neid energiaid oli selleks ajaks mõõdetud spektroskoopia meetoditega ja Bohri teoreetilised ennustused ühtisid peaaegu ideaalselt nende mõõtmiste tulemustega!
Vaatamata sellele võidukale tulemusele ei toonud Bohri teooria vaevalt selgust aatomi füüsika küsimuses, sest see oli poolempiiriline: postuleerides statsionaarsete orbiitide olemasolu, ei selgitanud see kuidagi nende füüsilist olemust. Probleemi sügav selgitamine nõudis veel vähemalt kaks aastakümmet, mille jooksul arendati kvantmehaanika kui süstemaatiline, terviklik füüsikateooria.
Selle teooria raames allub elektron määramatuse printsiibile ja seda kirjeldatakse mitte materiaalne punkt, nagu planeet, vaid lainefunktsioon, "määrdunud" kogu orbiidile. Igal ajahetkel on see kõikidele orbiidi punktidele vastavate olekute superpositsioonis. Kuna lainefunktsiooniga määratud massi jaotustihedus ruumis ei sõltu ajast, ei teki elektroni ümber vahelduvat elektromagnetvälja; energiakadu pole.
Seega annab planetaarmudel õige visuaalse esituse sellest, kuidas aatom välja näeb – Rutherfordil oli oma hüüatuses õigus. Siiski ei anna see selgitust, kuidas aatom töötab: see seade on palju keerulisem ja sügavam, midagi, mida Rutherford modelleeris.
Kokkuvõtteks märgin, et "müüt" planeedimudelist on selle intellektuaalse draama keskmes, mis põhjustas sada aastat tagasi pöördepunkti füüsikas ja kujundas suurel määral selle teaduse tänapäevasel kujul.
Aleksander Lvovski
PhD füüsikas, Calgary ülikooli füüsikateaduskonna professor, teadusrühma juht, Venemaa kvantkeskuse teadusnõukogu liige, teadusajakirja Optics Express toimetaja
Üksikuid aatomeid saab manipuleerida
See on tõsi. Muidugi saab, miks mitte? Saate juhtida aatomi erinevaid parameetreid ja aatomil on neid palju: tal on asend ruumis, kiirus ja on ka sisemised vabadusastmed. Sisemised vabadusastmed määravad aatomi magnetilised ja elektrilised omadused, samuti valmisoleku kiirata valgust või raadiolaineid. Olenevalt aatomi sisemisest olekust võib ta olla rohkem või vähem aktiivne kokkupõrgetes ja keemilistes reaktsioonides, muuta ümbritsevate aatomite omadusi ning sisemisest olekust sõltub ka tema reaktsioon välistele väljadele. Näiteks meditsiinis kasutatakse nn polariseeritud gaase kopsude tomogrammide koostamiseks - sellistes gaasides on kõik aatomid samas sisemises olekus, mis võimaldab "näha" nende reaktsiooniga täidetud mahtu.
Aatomi kiirust või asendit polegi nii raske kontrollida, palju keerulisem on valida juhtimiseks täpselt üks aatom. Aga seda saab ka teha. Üks sellise aatomi isoleerimise lähenemisviise rakendatakse laserjahutuse abil. Juhtimiseks on alati mugav omada teadaolevat algpositsiooni, päris hea on kui aatom samal ajal ei liigu. Laserjahutus võimaldab saavutada mõlemat, lokaliseerida aatomeid ruumis ja jahutada, st vähendada nende kiirust peaaegu nullini. Laserjahutuse põhimõte on sama, mis reaktiivlennukil, ainult viimane kiirgab kiirendamiseks gaasijoa ja esimesel juhul neelab aatom vastupidiselt footonite voo (valgusosakesed) ja aeglustab. alla. Kaasaegsed laserjahutustehnikad võivad jahutada miljoneid aatomeid kõndimiskiirusele ja alla selle. Edasi tulevad mängu mitmesugused passiivsed lõksud, näiteks dipoollõks. Kui laserjahutuseks kasutatakse valgusvälja, mida aatom aktiivselt neelab, siis dipoollõksus hoidmiseks valitakse valguse sagedus igasugusest neeldumisest eemal. Selgub, et kõrge fookusega laservalgus suudab polariseerida väikseid osakesi ja tolmuosakesi ning tõmmata need suurima valgustugevusega piirkonda. Aatom pole erand ja see on samuti tõmmatud tugevaima välja piirkonda. Selgub, et kui valgus fokusseerida võimalikult tugevalt, siis sellisesse lõksu saab jääda vaid täpselt üks aatom. Fakt on see, et kui teine satub lõksu, surutakse see nii tugevalt vastu esimest, et nad moodustavad molekuli ja kukuvad samal ajal lõksust välja. Selline terav teravustamine pole aga ainuke võimalus üksikut aatomit isoleerida, laetud aatomite, ioonide puhul võib kasutada ka aatomi interaktsiooni omadusi resonaatoriga, elektrivälju saab kasutada täpselt ühe iooni püüdmiseks ja hoidmiseks, ja nii edasi. Üks aatom üsna piiratud aatomite kogumis on võimalik täielikult ergastada väga tugevasti ergastatud, nn Rydbergi olekusse. Aatom, mis on kord ergastatud Rydbergi olekusse, blokeerib oma naabrite ergastamise võimaluse samasse olekusse ja kui aatomite maht on piisavalt väike, on see ainus.
Nii või teisiti saab pärast aatomi kinnipüüdmist seda kontrollida. Sisemist olekut saab muuta valgus- ja raadiosagedusväljade abil, kasutades selleks soovitud sagedusi ja elektromagnetlaine polarisatsiooni. Aatomit on võimalik üle kanda mis tahes ettemääratud olekusse, olgu selleks siis teatud olek – tase või nende superpositsioon. Ainus küsimus on vajalike sageduste olemasolus ja võimes teha piisavalt lühikesi ja võimsaid juhtimpulsse. IN Hiljuti sai võimalikuks aatomeid tõhusamalt juhtida, hoides neid nanostruktuuride läheduses, mis võimaldab mitte ainult aatomiga tõhusamalt "vestelda", vaid ka aatomit ennast - täpsemalt selle sisemisi olekuid - kasutada valgusvoogude juhtimiseks. , ja tulevikus võib-olla ka arvutuslikel eesmärkidel.
Püünises hoitava aatomi asukoha kontrollimine on üsna kitsas lihtne ülesanne- piisab püünise enda liigutamisest. Dipoollõksu puhul liiguta valgusvihku, mida saab teha näiteks lasershow jaoks liikuvate peeglitega. Kiirust saab aatomile taas anda reaktiivsel viisil – et see neelaks valgust ja ioon saab elektriväljade abil kergesti hajutada, nagu seda tehti katoodkiiretorudes. Nii et tänapäeval saab aatomiga põhimõtteliselt kõike teha, see on ainult aja ja vaeva küsimus.
Aleksei Akimov
Aatom on jagamatu
Osaliselt tõsi, osalt mitte. Vikipeedia annab meile järgmise definitsiooni: “Aatom (muu kreeka keelest ἄτομος – jagamatu, lõikamata) on mikroskoopilise suuruse ja massiga aineosake, keemilise elemendi väikseim osa, mis on selle omaduste kandja. Aatom koosneb aatomituumast ja elektronidest.
Nüüd esindab iga haritud inimene Rutherfordi mudelis aatomit, mida lühidalt esindab selle üldtunnustatud definitsiooni viimane lause. Näib, et vastus küsimusele/müüdile on ilmne: aatom on liit- ja kompleksobjekt. Olukord pole aga nii selge. Muistsed filosoofid panustasid aatomi definitsiooni pigem elementaarse ja jagamatu aineosakese olemasolu tähendusse ning vaevalt seostasid probleemi perioodilisustabeli elementide struktuuriga. Rutherfordi aatomis leiame tõesti sellise osakese – see on elektron.
Elektron vastavalt kaasaegsed ideed, mis sobisid nn
«> Standardmudel, on punkt, mille olekut kirjeldatakse asukoha ja kiirusega. On oluline, et nende kinemaatikakarakteristikute samaaegne omistamine on Heisenbergi määramatuse printsiibi tõttu võimatu, kuid arvestades neist ainult ühte, näiteks koordinaati, saab selle määrata meelevaldselt suure täpsusega.
Kas siis on võimalik kaasaegseid katsetehnikaid kasutades püüda lokaliseerida elektroni aatomi suurusest palju väiksemal skaalal (~0,5 * 10-8 cm) ja kontrollida selle täpsust? Selgub, et püüdes lokaliseerida elektroni nn Comptoni lainepikkuse skaalal - umbes 137 korda väiksem kui vesinikuaatomi suurus - hakkab elektron interakteeruma oma antiainega ja süsteem muutub ebastabiilseks.
Elektroni ja aine muude elementaarosakeste punkt ja jagamatus on väljateoorias lühitoimeprintsiibi põhielement ja see esineb kõigis loodust kirjeldavates põhivõrrandites. Seega ei olnud iidsed filosoofid tõest nii kaugel, eeldades, et aine jagamatud osakesed eksisteerivad.
Dmitri Kuprijanov
füüsika- ja matemaatikateaduste doktor, füüsikaprofessor, Peterburi Riiklik Polütehniline Ülikool, juhataja. Peterburi Riikliku Pedagoogikaülikooli teoreetilise füüsika osakond
Teadus seda veel ei tea. Rutherfordi pakutud aatomi planetaarmudel eeldas, et elektronid tiirlevad ümber aatomituuma, nagu planeedid tiirlevad ümber päikese. Sel juhul oli loomulik eeldada, et elektronid on tahked sfäärilised osakesed. Rutherfordi klassikaline mudel oli iseendaga vastuolus. Ilmselt peaksid kiirendatud laetud osakeste (elektronide) liikumine kaotama energiat elektromagnetiline kiirgus ja langevad lõpuks aatomituumadele.
Niels Bohr tegi ettepaneku keelata see protsess ja kehtestada teatud nõuded nende orbiitide raadiustele, mida mööda elektronid liiguvad. Bohri fenomenoloogiline mudel andis teed Heisenbergi välja töötatud aatomi kvantmudelile ja Schrödingeri pakutud aatomi kvantmudelile, kuid visuaalsemale mudelile. Schrödingeri mudelis ei ole elektronid enam orbiidil lendavad kuulid, vaid seisulained, mis nagu pilved ripuvad aatomituuma kohal. Nende "pilvede" kuju kirjeldas Schrödingeri juurutatud lainefunktsioon.
Kohe tekkis küsimus: mis on lainefunktsiooni füüsiline tähendus? Vastuse pakkus Max Born: lainefunktsiooni mooduli ruut on elektroni leidmise tõenäosus antud ruumipunktis. Ja siit algasid raskused. Tekkis küsimus: mida tähendab elektroni leidmine antud ruumipunktis? Kas ei peaks Borni väidet mõista kui möönmist, et elektron on väike kuul, mis lendab mööda kindlat trajektoori ja mida on võimalik selle trajektoori teatud punktis mingi tõenäosusega kinni püüda?
Just sellest seisukohast jäid kinni Schrödinger ja Albert Einstein, kes temaga selles küsimuses ühinesid. Nende vastu vaidlesid Kopenhaageni koolkonna füüsikud - Niels Bohr ja Werner Heisenberg, kes väitsid, et mõõtmistoimingute vahel elektroni lihtsalt ei eksisteeri, mis tähendab, et pole mõtet rääkida selle liikumise trajektoorist. Bohri ja Einsteini arutelu kvantmehaanika tõlgendamise üle on ajalukku läinud. Bohr näis olevat võitja: tal õnnestus, kuigi mitte väga selgelt, ümber lükata kõik Einsteini sõnastatud paradoksid ja isegi Schrödingeri 1935. aastal sõnastatud kuulus "Schrödingeri kassi" paradoksi. Enamik füüsikuid nõustus mitukümmend aastat Bohriga, et mateeria ei ole objektiivne reaalsus, mis on meile aistingutes antud, nagu õpetas Karl Marx, vaid miski, mis tekib alles vaatlushetkel ja ei eksisteeri ilma vaatlejata. Huvitaval kombel õpetati nõukogude ajal ülikoolide filosoofiaosakondades, et selline seisukoht on subjektiivne idealism ehk suund, mis läheb vastuollu objektiivse materialismiga – Marxi, Engelsi, Lenini ja Einsteini filosoofiaga. Samal ajal õpetati füüsikaosakondades õpilastele, et Kopenhaageni koolkonna mõisted on ainsad õiged (võib-olla sellepärast, et sellesse koolkonda kuulus Nõukogude kuulsaim teoreetiline füüsik Lev Landau).
Hetkel lähevad füüsikute arvamused lahku. Ühest küljest on kvantmehaanika Kopenhaageni tõlgendus jätkuvalt populaarne. Katsed selle tõlgenduse paikapidavust katseliselt testida (näiteks prantsuse füüsiku Alain Aspe'i edukas niinimetatud Belli ebavõrdsuse test) pälvivad teadlaskonna peaaegu ühehäälse heakskiidu. Teisest küljest arutavad teoreetikud üsna rahulikult alternatiivsete teooriate üle, näiteks paralleelmaailmade teooria üle. Tulles tagasi elektroni juurde, võib öelda, et selle võimalused piljardipalliks jääda pole veel kuigi suured. Samal ajal erinevad need nullist. 1920. aastatel võimaldas just Comptoni hajumise piljardimudel tõestada, et valgus koosneb kvantidest – footonitest. Paljude oluliste ja kasulike seadmetega (dioodid, transistorid) seotud probleemide puhul on mugav pidada elektroni piljardipalliks. Elektroni laineline olemus on oluline peenemate mõjude, näiteks metallide negatiivse magnetresistentsuse kirjeldamiseks.
Filosoofiline küsimus, kas mõõtmisaktide vahel on kuulelektron, tavaelus ei vasta. suure tähtsusega. See küsimus on aga jätkuvalt kaasaegse füüsika üks tõsisemaid probleeme.
Aleksei Kavokin
PhD füüsikas ja matemaatikas, Southamptoni ülikooli professor, Venemaa kvantkeskuse kvantpolaritoonika rühma juht, Vahemere Fundamentaalfüüsika Instituudi (Itaalia) teadusdirektor
Aatomi võib täielikult hävida
See on tõsi. Katkestada mitte ehitada. Kõike saab hävitada, sealhulgas aatomit, mis tahes täielikkuse astmega. Aatom esimeses lähenduses on positiivselt laetud tuum, mida ümbritsevad negatiivselt laetud elektronid. Esimene hävitav tegevus, mida aatomiga teha saab, on eemaldada sellelt elektronid. Seda saab teha erineval viisil: sellele saab fokuseerida võimsa laserkiirguse, kiiritada kiirete elektronide või muude kiirete osakestega. Aatomit, mis on kaotanud osa elektronidest, nimetatakse iooniks. Just sellises olekus on aatomid Päikesel, kus temperatuurid on nii kõrged, et aatomitel on praktiliselt võimatu kokkupõrgetes oma elektrone päästa.
Mida rohkem elektrone aatom on kaotanud, seda raskem on ülejäänuid välja tõmmata. Aatomil on sõltuvalt aatomarvust rohkem või vähem elektrone. Vesinikuaatomil on üldiselt üks elektron ja ta kaotab selle sageli ka tavatingimustes ning just elektronid kaotanud vesinik määrab vee pH. Heeliumi aatomil on kaks elektroni ja täielikult ioniseeritud olekus nimetatakse seda alfaosakesteks – selliseid osakesi ootame juba tuumareaktorilt rohkem kui tavaliselt veelt. Palju elektrone sisaldavad aatomid nõuavad kõigi elektronide eemaldamiseks veelgi rohkem energiat, kuid sellest hoolimata on võimalik eemaldada kõik elektronid igast aatomist.
Kui kõik elektronid ära rebida, siis tuum jääb alles, aga see võib ka hävida. Tuum koosneb prootonitest ja neutronitest (tavaliselt hadronitest) ja kuigi need on üsna tugevalt seotud, võib piisava energiaga langev osake need lahti rebida. Rasked aatomid, milles on liiga palju neutroneid ja prootoneid, kipuvad ise lagunema, vabastades üsna palju energiat – tuumajaamad põhinevad sellel põhimõttel.
Aga lõppude lõpuks, isegi kui tuum puruneb, rebitakse kõik elektronid ära, jäävad alles algosakesed: neutronid, prootonid, elektronid. Muidugi saab neid ka hävitada. Tegelikult see on see, mida see teeb, mis kiirendab prootoneid tohutute energiateni, hävitades need kokkupõrgetes täielikult. Sel juhul sünnib palju uusi osakesi, mida põrkaja uurib. Sama saab teha elektronide ja muude osakestega.
Hävitatud osakese energia ei kao, see jaotub teiste osakeste vahel ja kui neid on piisavalt, siis on võimatu uute transformatsioonide meres algset osakest kiiresti jälgida. Kõik on hävitatav, erandeid pole.
Aleksei Akimov
Füüsikaliste ja matemaatikateaduste kandidaat, Venemaa kvantkeskuse kvantsimulaatorite rühma juht, Moskva füüsika- ja tehnoloogiainstituudi lektor, Lebedevi instituudi teadur, Harvardi ülikooli teadur
Vesinikuaatom hõivab elektronipilvi. Ja kuigi kaasaegne füüsika kiirendite abil saavad nad määrata isegi prootoni kuju, vesinikuaatom jääb ilmselt väikseimaks objektiks, mille pilti on mõtet fotograafiaks nimetada. Lenta.ru esitab ülevaate kaasaegsed meetodid mikrokosmose pildistamine.
Rangelt võttes tavalist fotograafiat tänapäeval peaaegu ei olegi. Pildid, mida me tavaliselt nimetame fotodeks ja mida võib leida näiteks mis tahes Lenta.ru fotoesseest, on tegelikult arvutimudelid. Valgustundlik maatriks spetsiaalses seadmes (tavapäraselt nimetatakse seda endiselt "kaameraks") määrab valguse intensiivsuse ruumilise jaotuse mitmes erinevas spektrivahemikus, juhtelektroonika salvestab need andmed digitaalsel kujul ja seejärel teine elektrooniline lülitus, mis põhineb nende andmete põhjal annab vedelkristallkuvari transistoridele käsu. Kile, paber, erilahendused nende töötlemiseks – kõik see on muutunud eksootiliseks. Ja kui meenutada selle sõna otsest tähendust, siis on fotograafia “valgusmaal”. Mis siis öelda, et teadlastel see õnnestus pildistada aatom, on võimalik ainult korraliku konventsionaalsusega.
Enam kui pooled astronoomilistest piltidest on pikka aega tehtud infrapuna-, ultraviolett- ja röntgenteleskoopidega. Elektronmikroskoobid kiiritavad mitte valguse, vaid elektronkiirega, aatomjõumikroskoobid aga skaneerivad proovi reljeefi nõelaga. Seal on Röntgenmikroskoobid ja magnetresonantstomograafia. Kõik need seadmed annavad meile täpseid pilte erinevatest objektidest ja vaatamata sellele, et siin pole muidugi vaja rääkida "valgusmaalist", lubame endale selliseid pilte siiski fotodeks nimetada.
Füüsikute katsed prootoni kuju või kvarkide jaotumise määramiseks osakeste sees jäävad kulisside taha; meie lugu piirdub aatomite ulatusega.
Optika ei vanane kunagi
Nagu 20. sajandi teisel poolel selgus, on optilistel mikroskoopidel veel arenguruumi. Bioloogilistes ja meditsiinilistes uuringutes oli otsustav hetk fluorestseeruvate värvainete ja meetodite ilmumine, mis võimaldavad teatud aineid selektiivselt märgistada. See ei olnud "lihtsalt uus värv", see oli tõeline revolutsioon.
Vastupidiselt levinud eksiarvamusele ei ole fluorestsents pimedas üldse helendav (viimast nimetatakse luminestsentsiks). See on teatud energia kvantide (näiteks sinise valguse) neeldumise nähtus, millele järgneb madalama energiaga kvantide ja vastavalt erineva valguse kiirgamine (sinise neeldumisel eraldub roheline). Kui paned sisse filtri, mis laseb läbi ainult värvaine kiirgavad kvantid ja blokeerib fluorestsentsi tekitava valguse, on näha tumedat tausta koos heledate värvilaikudega ning värvid võivad omakorda värvida proovi äärmiselt selektiivselt. .
Näiteks võite tsütoskeleti värvida närvirakk punasega, sünapsid rohelisega ja tuum sinisega. Saate teha fluorestseeruva märgise, mis võimaldab teil teatud tingimustel tuvastada membraanil olevaid valgu retseptoreid või raku sünteesitud molekule. Immunohistokeemiline värvimine on revolutsiooniliselt muutunud bioloogiateadus. Ja kui geeniinsenerid õppisid tegema transgeenseid loomi fluorestseeruvate valkudega, koges see meetod uuestisündi: näiteks hiired, kellele on värvitud erinevad värvid neuronid.
Lisaks mõtlesid insenerid välja (ja praktiseerisid) nn konfokaalse mikroskoopia meetodi. Selle olemus seisneb selles, et mikroskoop keskendub väga õhukesele kihile ning spetsiaalne diafragma lõikab ära valguse, mida tekitavad sellest kihist väljaspool olevad objektid. Sellise mikroskoobiga saab proovi järjestikku ülevalt alla skaneerida ja saada piltide virna, mis on kolmemõõtmelise mudeli valmis aluseks.
Laserite ja keerukate optiliste kiirte juhtimissüsteemide kasutamine on võimaldanud lahendada värvi pleekimise ja õrnade bioloogiliste proovide kuivamise probleemi eredas valguses: laserkiir skaneerib proovi ainult siis, kui see on pildistamiseks vajalik. Ja selleks, et mitte raisata aega ja vaeva suure preparaadi uurimiseks kitsa vaateväljaga okulaari kaudu, pakkusid insenerid välja automaatse skaneerimissüsteemi: saate panna klaasi koos prooviga kaasaegse mikroskoobi objektilavale ja seade jäädvustab iseseisvalt kogu proovi suuremahulise panoraami. Samal ajal fokuseerib ta õigetes kohtades ja liimib seejärel kokku palju kaadreid.
Mõned mikroskoobid mahutavad elusaid hiiri, rotte või vähemalt väikseid selgrootuid. Teised annavad veidi tõusu, kuid on kombineeritud röntgeniaparaadiga. Vibratsioonihäirete kõrvaldamiseks on paljud paigaldatud spetsiaalsetele mitu tonni kaaluvatele laudadele, kus on hoolikalt kontrollitud mikrokliima. Selliste süsteemide maksumus ületab teiste elektronmikroskoopide omahinda ning kaunima raami konkursid on juba ammu traditsiooniks saanud. Lisaks jätkub optika täiustamine: alates parimate klaasitüüpide otsimisest ja optimaalsete läätsekombinatsioonide valikust on insenerid liikunud valguse teravustamise viiside juurde.
Oleme konkreetselt loetlenud mitmeid tehnilisi üksikasju, et näidata, et bioloogiliste uuringute edusamme on pikka aega seostatud edusammudega muudes valdkondades. Kui poleks arvuteid, mis suudaksid värvitud rakkude arvu automaatselt mitmesajal fotol kokku lugeda, oleks supermikroskoopidest vähe kasu. Ja ilma fluorestseeruvate värvaineteta oleks kõik miljonid rakud üksteisest eristamatud, mistõttu oleks peaaegu võimatu jälgida uute teket või vanade hukkumist.
Tegelikult oli esimene mikroskoop klamber, mille külge oli kinnitatud sfääriline lääts. Sellise mikroskoobi analoog võib olla lihtne mängukaart millesse on tehtud auk ja tilk vett. Mõnede teadete kohaselt kasutasid Kolõma kullakaevurid selliseid seadmeid juba eelmisel sajandil.
Üle difraktsioonipiiri
Optilistel mikroskoopidel on põhiline puudus. Fakt on see, et nende objektide kuju, mis osutusid lainepikkusest palju väiksemaks, on valguslainete kuju järgi võimatu taastada: sama hästi võib proovida materjali peent tekstuuri oma käega uurida. paks keevituskinnas.
Difraktsioonist tulenevad piirangud on osaliselt ületatud ja seda füüsikaseadusi rikkumata. Kaks asjaolu aitavad optilistel mikroskoopidel difraktsioonibarjääri alla sukelduda: asjaolu, et fluorestsentsi ajal kiirgavad kvantid üksikute värvimolekulide poolt (mis võivad olla üksteisest üsna kaugel) ja asjaolu, et valguslaineid üksteise peale asetades on võimalik saada eredat valgust. lainepikkusest väiksema läbimõõduga laik.
Üksteise peale asetades on valguslained võimelised üksteist kustutama, seetõttu on näidise valgustusparameetrid sellised, et võimalikult väike ala langeb heledasse piirkonda. Kombinatsioonis matemaatiliste algoritmidega, mis võivad näiteks eemaldada varjundit, parandab selline suunavalgustus pildikvaliteeti märkimisväärselt. Võimalik on näiteks uurida rakusiseseid struktuure optilise mikroskoobiga ja isegi (kirjeldatud meetodit kombineerides konfokaalse mikroskoopiaga) saada nende kolmemõõtmelisi pilte.
Elektronmikroskoop enne elektroonilisi instrumente
Aatomite ja molekulide avastamiseks ei pidanud teadlased neid vaatama – molekulaarteooria ei pidanud objekti nägema. Kuid mikrobioloogia sai võimalikuks alles pärast mikroskoobi leiutamist. Seetõttu seostati mikroskoope algul just meditsiini ja bioloogiaga: füüsikud ja keemikud, kes uurisid palju väiksemaid objekte, mida hallati muul viisil. Kui nad soovisid vaadata ka mikrokosmost, muutusid difraktsioonipiirangud tõsiseks probleemiks, eriti kuna ülalkirjeldatud fluorestsentsmikroskoopia meetodid olid endiselt tundmatud. Ja eraldusvõimet 500 nanomeetrilt 100-le pole mõtet tõsta, kui vaadeldav objekt on veelgi väiksem!
Teades, et elektronid võivad käituda nii laine kui ka osakestena, lõid Saksamaa füüsikud 1926. aastal elektronläätse. Selle aluseks olev idee oli väga lihtne ja igale koolilapsele arusaadav: kuna elektromagnetväli suunab elektrone kõrvale, saab selle abil muuta nende osakeste kiire kuju, tõmmates neid laiali või, vastupidi, vähendada osakeste läbimõõtu. tala. Viis aastat hiljem, 1931. aastal, ehitasid Ernst Ruska ja Max Knoll maailma esimese elektronmikroskoobi. Seadmes valgustati näidist esmalt elektronkiire abil ning seejärel laiendas elektronlääts läbinud kiirt, enne kui see spetsiaalsele luminestsentsekraanile langes. Esimene mikroskoop andis vaid 400-kordse suurenduse, kuid valguse asendamine elektronidega avas tee sadu tuhandeid kordi suurendusega pildistamiseks: disaineritel tuli ületada vaid paar tehnilist takistust.
Elektronmikroskoop võimaldas uurida rakkude ehitust kvaliteedis, mis varem oli kättesaamatu. Kuid selle pildi järgi on võimatu aru saada rakkude vanusest ja teatud valkude olemasolust neis ning see teave on teadlastele väga vajalik.
Elektronmikroskoobid võimaldavad nüüd teha viirustest lähivõtteid. Seadmeid on mitmesuguseid modifikatsioone, mis võimaldavad mitte ainult läbi õhukeste lõikude paista, vaid ka neid "peegeldunud valguses" (muidugi peegeldunud elektronides) arvestada. Me ei räägi üksikasjalikult kõigist mikroskoopide võimalustest, kuid märgime, et hiljuti õppisid teadlased, kuidas difraktsioonimustri järgi kujutist taastada.
Puudutage, mitte ei näe
Järjekordne revolutsioon tuli "valgusta ja vaata" põhimõttest edasise kõrvalekaldumise arvelt. Aatomjõumikroskoop, nagu ka skaneeriv tunnelmikroskoop, ei paista enam proovide pinnale. Selle asemel liigub üle pinna eriti õhuke nõel, mis sõna otseses mõttes põrkub isegi üksiku aatomi suuruste konaruste peale.
Kõikide selliste meetodite üksikasjadesse laskumata märgime peamise asja: tunnelmikroskoobi nõela ei saa mitte ainult mööda pinda liigutada, vaid seda saab kasutada ka aatomite ümberpaigutamiseks ühest kohast teise. Nii loovad teadlased pealdisi, jooniseid ja isegi koomikseid, kus joonistatud poiss mängib aatomiga. Tõeline ksenooni aatom, mida lohistab skaneeriva tunnelmikroskoobi ots.
Tunnelmikroskoopi kutsutakse seetõttu, et see kasutab läbi nõela voolava tunnelvoolu efekti: elektronid läbivad nõela ja pinna vahelise pilu tänu kvantmehaanika ennustatud tunneliefektile. See seade vajab töötamiseks vaakumit.
Aatomjõumikroskoop (AFM) on keskkonnatingimuste suhtes palju vähem nõudlik – see võib (mitme piiranguga) töötada ilma õhupumbata. Teatud mõttes on AFM grammofoni nanotehnoloogiline järeltulija. Nõel, mis on paigaldatud õhukesele ja painduvale konsoolklambrile ( konsool ja seal on “sulg”), liigub piki pinda ilma sellele pinget rakendamata ja järgib näidise reljeefi samamoodi nagu grammofoni nõel järgib grammofoniplaadi sooni. Konsooli painutamine põhjustab sellele kinnitatud peegli kõrvalekaldumise, peegel kaldub laserkiire kõrvale ning see võimaldab väga täpselt määrata uuritava proovi kuju. Peaasi, et nõela liigutamiseks oleks üsna täpne süsteem ja nõelte varu, mis peavad olema täiesti teravad. Selliste nõelte otste kõverusraadius ei tohi ületada ühte nanomeetrit.
AFM võimaldab teil näha üksikud aatomid ja molekulid aga, nagu tunnelmikroskoop, ei võimalda vaadata proovi pinna alla. Teisisõnu peavad teadlased valima aatomite nägemise või kogu objekti uurimise vahel. Kuid isegi optiliste mikroskoopide puhul ei ole uuritud proovide sisemused alati ligipääsetavad, sest mineraalid või metallid lasevad tavaliselt valgust halvasti läbi. Lisaks on endiselt raskusi aatomite pildistamisega – need objektid paistavad lihtsate kuulidena, elektronpilvede kuju sellistel piltidel näha pole.
Sünkrotronkiirgus, mis tekib kiirenditega hajutatud laetud osakeste aeglustumise ajal, võimaldab uurida eelajalooliste loomade kivistunud jäänuseid. Proovi röntgenikiirte all pöörates saame kolmemõõtmelisi tomogramme - nii leiti näiteks 300 miljonit aastat tagasi väljasurnud kalade kolju seest aju. Ilma pöörlemiseta saab hakkama, kui ülekantava kiirguse registreerimine toimub difraktsiooni tõttu hajunud röntgenikiirte fikseerimisega.
Ja see pole veel kõik võimalused, mida röntgenikiirgus avab. Sellega kiiritades fluorestseerivad paljud materjalid ja fluorestsentsi olemust saab kasutada keemiline koostis ained: sel viisil värvivad teadlased iidseid esemeid, keskajal kustutatud Archimedese töid või kaua väljasurnud lindude sulgi.
Aatomite poseerimine
Kõigi röntgen- või optilise fluorestsentsmeetodite pakutavate võimaluste taustal, uus viisÜksikute aatomite pildistamine ei tundu enam teaduses nii suure läbimurdena. Sel nädalal esitletud kujutiste saamist võimaldanud meetodi olemus on järgmine: ioniseeritud aatomitelt kitkutakse elektronid ja saadetakse need spetsiaalsesse detektorisse. Iga ionisatsiooniakt eemaldab elektroni teatud positsioonist ja annab "fotol" ühe punkti. Olles kogunud mitu tuhat sellist punkti, moodustasid teadlased pildi, mis näitab kõige tõenäolisemaid kohti elektroni leidmiseks aatomi tuuma ümber ja see on definitsiooni järgi elektronipilv.
Kokkuvõtteks oletame, et võime näha üksikuid aatomeid koos nende elektronipilvedega on pigem tänapäevase mikroskoopia kirss tordil. Teadlastele oli oluline uurida materjalide ehitust, uurida rakke ja kristalle ning sellest tulenevate tehnoloogiate areng võimaldas jõuda vesinikuaatomini. Kõik vähem on juba elementaarosakeste füüsika spetsialistide huviorbiidis. Ja bioloogidel, materjaliteadlastel ja geoloogidel on veel ruumi mikroskoope täiustada ka aatomitega võrreldes üsna tagasihoidliku suurendusega. Näiteks neurofüsioloogia eksperdid on juba ammu soovinud seadet, mis näeks elusa aju sees üksikuid rakke, ning kulgurite loojad müüksid oma hinge elektronmikroskoobi eest, mis sobiks kosmoselaeva pardale ja võiks töötada ka Marsil.
Tegelikult läks RFC autor oma "mõtisklustes" nii kaugele, et on aeg välja tuua rasked vastuargumendid, nimelt Jaapani teadlaste vesinikuaatomi pildistamise eksperimendi andmed, mis said teatavaks 4. novembril 2010. Pildil on selgelt näha aatomi kuju, mis kinnitab nii aatomite diskreetsust kui ka ümarust: “Tokyo ülikooli teadlaste ja spetsialistide rühm pildistas esimest korda maailmas üht vesinikuaatomit – kõige kergemat ja väikseimat aatomit, uudised asutused teatavad.
Pilt on tehtud ühe uusima tehnoloogiaga – spetsiaalse skaneeriva elektronmikroskoobiga. Seda seadet kasutades pildistati koos vesinikuaatomiga ka eraldi vanaadiumiaatom.
Vesinikuaatomi läbimõõt on üks kümnemiljardik meetrist. Varem arvati, et seda on tänapäevase tehnikaga peaaegu võimatu pildistada. Vesinik on kõige levinum aine. Selle osakaal kogu universumis on ligikaudu 90%.
Teadlaste sõnul saab samamoodi jäädvustada ka teisi pilte. elementaarosakesed. "Nüüd näeme kõiki aatomeid, millest meie maailm koosneb," ütles professor Yuichi Ikuhara. "See on läbimurre uutesse tootmisvormidesse, kui tulevikus on võimalik teha otsuseid üksikute aatomite ja molekulide tasandil."
Vesinikuaatom, tinglikud värvid
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i21/e213001
Rühm Saksamaa, Kreeka, Hollandi, USA ja Prantsusmaa teadlasi pildistas vesinikuaatomit. Need fotoionisatsioonimikroskoobiga saadud kujutised näitavad elektrontiheduse jaotust, mis ühtib täielikult teoreetiliste arvutuste tulemustega. Rahvusvahelise grupi tööd tutvustatakse Physical Review Lettersi lehekülgedel.
Fotoionisatsioonimeetodi olemus seisneb vesinikuaatomite järjestikuses ioniseerimises, st elektroni eemaldamises neist elektromagnetilise kiirguse toimel. Eraldatud elektronid suunatakse tundlikule maatriksile läbi positiivselt laetud rõnga ning elektroni asend maatriksiga kokkupõrke hetkel peegeldab elektroni asukohta aatomi ioniseerumise hetkel. Laetud rõngas, mis elektronid küljele kallutab, täidab läätse rolli ja selle abil suurendatakse pilti miljoneid kordi.
Seda 2004. aastal kirjeldatud meetodit on juba kasutatud üksikute molekulide "piltide" tegemiseks, kuid füüsikud on läinud kaugemale ja kasutanud vesinikuaatomite uurimiseks fotoionisatsioonimikroskoopi. Kuna ühe elektroni tabamine annab ainult ühe punkti, kogusid teadlased erinevatest aatomitest umbes 20 000 üksikut elektroni ja arvutasid elektronkestade kujutise keskmise.
Kvantmehaanika seaduste kohaselt ei ole elektronil aatomis iseenesest mingit kindlat asukohta. Ainult siis, kui aatom interakteerub väliskeskkonnaga, ilmub aatomituuma teatud naabrusse ühe või teise tõenäosusega elektron: piirkonda, kus elektroni leidmise tõenäosus on maksimaalne, nimetatakse elektronkihiks. Uutel piltidel on näha erinevusi erinevate energiaseisundite aatomite vahel; teadlased suutsid visuaalselt demonstreerida kvantmehaanika ennustatud elektronkestade kuju.
Teiste instrumentide, skaneerivate tunnelmikroskoopide abil saab üksikuid aatomeid mitte ainult näha, vaid ka õigesse kohta liigutada. Umbes kuu aega tagasi võimaldas see tehnika IBM-i inseneridel joonistada koomiksi, mille iga kaader koosneb aatomitest: sellistel kunstilistel katsetel pole praktilist mõju, kuid see demonstreerib aatomitega manipuleerimise põhimõttelist võimalust. Rakenduslikel eesmärkidel pole see enam aatomikoost, vaid keemilised protsessid koos nanostruktuuride iseorganiseerumisega või monoatomiliste kihtide kasvu ise piiramisega substraadil.
1. Aga alustame hoopis teisest küljest. Enne kui asume teekonnale mateeria sügavustesse, pöörame oma pilgu ülespoole.
Näiteks on teada, et keskmine kaugus Kuust on peaaegu 400 tuhat kilomeetrit, Päikesest - 150 miljonit, Pluutost (mis pole enam ilma teleskoobita nähtav) - 6 miljardit, lähima täheni Proxima Centauri - 40 triljonit, Andromeeda udukogu lähima suure galaktikani – 25 kvintiljonit ja lõpuks vaadeldava universumi äärealadele – 130 sekstiljonit.
Muljetavaldav muidugi, aga erinevus kõigi nende "quadri-", "quinti-" ja "sex-" vahel ei tundu nii tohutu, kuigi erinevad üksteisest tuhat korda. Mikrokosmos on hoopis teine asi. Kuidas saab sellesse nii palju huvitavat peidus olla, sest sinna lihtsalt ei mahu. Nii et terve mõistus ütleb meile vale.
2. Kui logaritmilise skaala ühes otsas lükkame ära universumi väikseima teadaoleva vahemaa ja teises - suurima, siis keskel on ... liivatera. Selle läbimõõt on 0,1 mm.
3. Kui panna ritta 400 miljardit liivatera, teeb nende rida mööda ekvaatorit ümber kogu maakera. Ja kui sama 400 miljardit kotti koguda, kaalub see umbes tonni.
4. Inimese juuksekarva paksus on 50–70 mikronit ehk neid on 15–20 millimeetris. Nendega Kuu kauguse määramiseks kulub 8 triljonit juuksekarva (kui lisada need muidugi mitte pikkuses, vaid laiuses). Kuna ühe inimese peas on neid umbes 100 tuhat, siis kui kogu Venemaa kogu elanikkonnalt juukseid kokku koguda, on neid kuuni enam kui küll ja rohkemgi.
5. Bakterite suurus on 0,5 kuni 5 mikronit. Kui kasvatada keskmine bakter selliseks suuruseks, et see meie peopessa mugavalt ära mahuks (100 tuhat korda), võrdub karva paksus 5 meetriga.
6. Muide, inimkeha sees elab terve kvadriljon bakterit ja nende kogukaal on 2 kilogrammi. Tegelikult on neid isegi rohkem kui keha enda rakke. Seega on täiesti võimalik väita, et inimene on just selline organism, mis koosneb bakteritest ja viirustest koos millegi muu väikeste lisanditega.
7. Viiruste suurused erinevad isegi rohkem kui bakterid - peaaegu 100 tuhat korda. Kui see oleks nii inimeste puhul, oleksid nad 1–1 kilomeetri pikkused ja nende sotsiaalne suhtlus oleks uudishimulik.
8. Levinumate viiruste sortide keskmine pikkus on 100 nanomeetrit ehk 10^(-7) kraadi meetrit. Kui teeme veel kord lähendusoperatsiooni nii, et viirus muutub peopesa suuruseks, siis on bakteri pikkuseks 1 meeter ja karva paksuseks 50 meetrit.
9. Lainepikkus nähtav valgus- 400–750 nanomeetrit ja sellest väärtusest väiksemaid objekte on lihtsalt võimatu näha. Püüdes sellist objekti valgustada, läheb laine lihtsalt selle ümber ega peegeldu.
10. Mõnikord küsitakse, kuidas aatom välja näeb või mis värvi see on. Tegelikult ei näe aatom välja nagu midagi. Lihtsalt üldse mitte. Ja mitte sellepärast, et meil pole piisavalt häid mikroskoope, vaid sellepärast, et aatomi suurus on väiksem kui vahemaa, mille jaoks on olemas "nähtavuse" mõiste ...
11. Maakera ümbermõõtu võib tihedalt kokku pakkida 400 triljonit viirust. Palju. Valgus läbib selle vahemaa kilomeetrites 40 aastaga. Kuid kui need kõik kokku panna, mahuvad need hõlpsalt teie sõrmeotsa.
12. Veemolekuli ligikaudne suurus on 3 x 10^(-10) meetrit. Klaasis vees on 10 septiljonit sellist molekuli – umbes sama palju millimeetrit meist Andromeeda galaktikani. Ja kuupsentimeetris õhus on 30 kvintiljonit molekuli (peamiselt lämmastik ja hapnik).
13. Süsinikuaatomi (kogu Maal elava elu alus) läbimõõt on 3,5 x 10 ^ (-10) meetrit, see tähendab isegi veidi rohkem kui veemolekulid. Vesiniku aatom on 10 korda väiksem - 3 korda 10 ^ (-11) meetrit. Sellest muidugi ei piisa. Aga kui vähe? Hämmastav on see, et väikseim, vaevu eristatav soolatera koosneb 1 kvintiljonist aatomist.
Läheme tagasi oma standardskaala juurde ja suumime vesinikuaatomit sisse, et see mugavalt käes ära mahuks. Viirused on siis 300 meetri suurused, bakterid 3 kilomeetrit ja karvade paksus 150 kilomeetrit ning isegi lamades väljuvad need atmosfääri piiridest (ja pikkuses võivad ulatuda ka Kuule).
14. Niinimetatud "klassikaline" elektroni läbimõõt on 5,5 femtomeetrit või 5,5 x 10^(-15) meetrit. Prootoni ja neutroni suurus on veelgi väiksem, umbes 1,5 femtomeetrit. Ühes meetris on umbes sama palju prootoneid kui planeedil Maa sipelgaid. Kasutame meile juba tuttavat suurendust. Prooton lebab mugavalt meie peopesas ja siis on keskmise viiruse suurus 7000 kilomeetrit (muide peaaegu nagu kogu Venemaa läänest itta) ja juuksekarva paksus on 2 korda suurem. Päikese suurus.
15. Suuruste kohta on raske midagi kindlat öelda. Need peaksid olema kuskil 10^(-19) - 10^(-18) meetrit. Kõige väiksemal – tõelisel kvargil – on "läbimõõt" (kirjutame selle sõna jutumärkidesse, et meenutada ülaltoodut) 10 ^ (-22) meetrit.
16. On olemas ka selline asi nagu neutriinod. Vaata oma peopesa. Iga sekund lendab sellest läbi triljon Päikese poolt kiiratavat neutriinot. Ja te ei saa oma kätt selja taha peita. Neutriinod läbivad kergesti teie keha, seina ja kogu meie planeedi ning isegi 1 valgusaasta paksuse pliikihi. Neutriino “läbimõõt” on 10 ^ (-24) meetrit – see osake on 100 korda väiksem kui tõeline kvark või miljard korda väiksem kui prooton või 10 septillion korda väiksem kui türannosaurus rex. Peaaegu sama mitu korda on türannosaurus ise väiksem kui kogu vaadeldav universum. Kui suurendada neutriinot nii, et see oleks oranži suuruseks, siis on isegi prooton Maast 10 korda suurem.
17. Ja nüüd ma siiralt loodan, et üks kahest järgmisest asjast peaks sind tabama. Esiteks saame minna veelgi kaugemale (ja isegi teha mõned sisukad oletused selle kohta, mis seal saab). Teine - aga samas on siiski võimatu lõpmatult asjasse süvitsi liikuda ja peagi jookseme tupikusse. Just selleks, et saavutada need ummikus olevad suurused, peame veel 11 suurusjärku langema, kui arvestada neutriinodest. See tähendab, et need suurused on neutriinodest 100 miljardit korda väiksemad. Sama palju on liivatera muide väiksem kui kogu meie planeet.
18. Nii et 10 ^ (-35) meetri mõõtmete puhul ootame sellist imelist kontseptsiooni nagu Plancki pikkus - minimaalne võimalik vahemaa. päris maailm(nii palju kui seda tänapäeva teaduses peetakse).
19. Siin elavad ka kvantstringid - objektid on igast vaatenurgast väga tähelepanuväärsed (näiteks on ühemõõtmelised - neil pole paksust), kuid meie teema puhul on oluline, et nende pikkus jääks ka 10^(-35) piiresse meetrit. Teeme oma standardse "suurendamise" katse viimast korda. Kvantnöörist saab mugav suurus ja me hoiame seda käes nagu pliiatsit. Sel juhul on neutriino 7 korda suurem kui Päike ja vesinikuaatom 300 korda suurem kui Linnutee.
20. Lõpuks jõuamegi universumi struktuurini – skaalani, mille juures ruum muutub aja sarnaseks, aeg muutub ruumiks ja juhtub mitmesuguseid muid veidraid asju. Rohkem pole (ilmselt) midagi...
Inimese evolutsioonis pole "puuduvat lüli".
Mõiste "puuduv lüli" on teadusringkondades käibelt langenud, kuna seda seostatakse eksliku oletusega, et evolutsiooniprotsess on lineaarne ja kulgeb järjestikku, "mööda ahelat". Selle asemel kasutavad bioloogid mõistet "viimane ühine esivanem".
Huvitavad faktid päikesesüsteemi kohta
