顕微鏡で炭素原子の電子雲の形が見えた!?

つい先日、ベンゼン環が 5 つ繋がったペンタセンの分子構造が原子間力顕微鏡で見えたという論文が Science 誌に報告され、話題を呼びました。(この論文については化学者のつぶやきの 顕微鏡で有機分子の形が見えた! での紹介が秀逸ですのでそちらをご覧ください。)

人間の可視化能もついに分子レベルまで来たんだなぁ、などと感心していたところ、驚くべきことに 「炭素原子の電子雲が見えた」 という報告がなされようとしているとのことです。つまり 「分子レベル」 を超えて一気に 「原子レベル」 まで到達してしまったかもしれないのです。

Inside Science によると、電界放射型電子顕微鏡 (field-emission electron microscope, FEEM) の解像度と感度を極限まで高めることでついに炭素原子の電子雲を見ることができたというのです。(電界放射型電子顕微鏡の原理は、電界によって加速・制御した電子ビームを真空中で対象に照射し、対象物から放出される二次電子・反射電子・透過電子などを観測するというもので、古くは 1930 年代から使われ出した技術のようです。)

090919.jpg
炭素原子の s 軌道と p 軌道が見えた?

肝心の論文は Physical Review B 誌に accept されたばかりで未発表なので詳しいことはわかりませんが、「すごい」 という驚きと共に 「怪しい」 という懐疑心を駆り立てる内容です。実際、In the Pipeline のコメント欄では "フォトショップで書いたに違いない" や "s 軌道と p 軌道が重ならずに別々に見えているのはおかしいのでは?" などという意見も出ています。

しかしもし本当ならば、単原子の電子雲の形を直接観測した初めての実験であり、そのインパクトは計りしれません。有機化学の教科書のはじめに書かれている量子力学の難解な数式が、文字通り 「百聞は一見にしかず」 で確認されたかもしれないのです。

気ままに有機化学 2009年09月19日 | Comment(8) | TrackBack(0) | 論文 (その他)
この記事へのコメント
これは、もし本当だとしたら、Nature級の発見な気もしますがねえ。
素人目には、
s 軌道と p 軌道が重ならずに別々に見えているのはおかしいのでは?の意見に同感です。
そもそも、なんで、希ガスじゃなくて、炭素原子なんだろう。単体で存在しうるのかねえ。閉殻してちゃだめなのかなあ。
Posted by はかた at 2009年09月20日 00:10
原理がよくわからないので、なんとも…。
観測方法を粗っぽく言うと電子を当てて、電子を検出ということですよね。普通の透過型電子顕微鏡と比べて何が違うのか? なぜこの分解能が出せるのか?
Posted by rskttm at 2009年09月21日 19:16
> はかた さん
本当だったら、私も Nature/Science 級だと思います。
ちなみに私はこのジャーナル見れないので、もし公開されたら私に代わって確認してみてください。

> rskttm さん
すみません、私も詳しくない上、論文が見れないのでなんとも。
私はこのジャーナルが見れない環境ですので、もし読まれたらご一報いただけると嬉しく思います。
Posted by 気ままに有機化学(管理人) at 2009年09月26日 11:29
おそらく私など読んでも何もわからないと思いますが…。
Abstractは見られました。
http://prb.aps.org/accepted/B/7507bO1aTed1341d237d6510246d97b3ad09c5f5b?ajax=1&height=500&width=500
Posted by rskttm at 2009年09月26日 23:49
まだ公開されてないようですね。
雑誌自体は読めそうなので、読んだら感想でも書き込もうと思います。
Posted by はかた at 2009年09月30日 05:31
> rskttm さん
アブスト、ありがとうございます!
ただこのアブストだけではあまり分かりませんね。

> はかた さん
いつもありがとうございます。是非お願いします!
Posted by 気ままに有機化学(管理人) at 2009年10月01日 02:13
アップされたようです。
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.80.165404
Posted by はかた at 2009年10月11日 02:44
上のリンクはつながりませんでした。
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.80.165404

すんません。
Posted by はかた at 2009年10月11日 02:46
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