Για πρώτη φορά έγινε μελέτη με ακτίνες Χ σε ένα και μόνο άτομο. Από την ανακάλυψη των ακτίνων Χ από τον Γερμανό φυσικό Βίλχελμ Κόνραντ Ρέντγκεν το 1895, η χρήση τους ήταν πανταχού παρούσα, από ιατρικές και περιβαλλοντικές εφαρμογές μέχρι επιστήμες υλικών.
Η παρατήρηση με ακτίνες Χ απαιτεί μεγάλο αριθμό ατόμων και η μείωση της ποσότητας του εποπτευόμενου υλικού είναι ένας μακροχρόνιος στόχος.
Ερευνητική ομάδα του Εθνικού Εργαστηρίου Argonne των ΗΠΑ δείχνει τώρα ότι οι ακτίνες Χ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να χαρακτηρίσουν τη στοιχειακή και χημική κατάσταση ενός και μόνο ατόμου.
«Τα άτομα μπορούν να απεικονίζονται συνήθως με μικροσκόπια ανιχνευτών σάρωσης, αλλά χωρίς ακτίνες Χ δεν μπορεί κανείς να πει από τι αποτελούνται. Μπορούμε τώρα να ανιχνεύσουμε ακριβώς τον τύπο ενός συγκεκριμένου ατόμου, ένα άτομο κάθε φορά, και μπορούμε ταυτόχρονα να μετρήσουμε τη χημική του κατάσταση», αναφέρει ο Δρ. Σο Γουάι Χλα, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας που εκτός από στέλεχος του εργαστηρίου Argonne είναι επίσης διευθυντής του Ινστιτούτου Νανοκλίμακας και Κβαντικών Φαινομένων στο Πανεπιστήμιο του Οχάιο.
Οι ερευνητές επέλεξαν για τα πειράματα τους ένα άτομο σιδήρου και ένα άτομο τερβίου, τα οποία τοποθέτησαν σε μηχανισμούς μοριακής ανάλυσης. Για να ανιχνεύσουν το σήμα ακτίνων Χ ενός ατόμου, χρησιμοποίησαν μια τεχνική γνωστή ως μικροσκοπία σάρωσης σήραγγας ακτίνων Χ.
«Ο χαρακτηρισμός των υλικών με ακτίνες Χ έχει φέρει επανάσταση μετά την ανακάλυψη της ακτινοβολίας σύγχροτρον ακτίνων Χ στα μέσα του εικοστού αιώνα. Οι δυνατότητες των πηγών φωτός σύγχροτρον αναβαθμίζονται συνεχώς για τη βελτίωση της ανάλυσης και της ελάχιστης ποσότητας δείγματος που απαιτείται για τις μετρήσεις» λέει ο Χλα με το επίτευγμα να δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature»
«Η χρήση ακτίνων Χ για την ανίχνευση και τον χαρακτηρισμό μεμονωμένων ατόμων θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην έρευνα και να γεννήσει νέες τεχνολογίες σε τομείς όπως η κβαντική πληροφορία και η ανίχνευση ιχνοστοιχείων στην περιβαλλοντική και ιατρική έρευνα, για να αναφέρουμε μερικά. Αυτό το επίτευγμα ανοίγει επίσης το δρόμο για προηγμένα όργανα επιστήμης υλικών», αναφέρει ο Τόλουλοπ Μάικλ Ατζάγι, μέλος της ερευνητικής ομάδας.