jo niemeyer Project „20 steps“ into the microcosmos...
lisätiedot
"Pieni ei ole aina pienin, vaan aina pienempi. Myöskään suuri ei ole aina suurin mutta suurempi ja samalla verrattuna johonkin, on pieni. Ja itseensä verrattuna jokainen voi olla pieni tai suuri."
Anaxagoras
kvanttitunnelointi-ilmiöön perustuva mikroskooppi.
valmistus 2007-2009, Jo ja Tuula Niemeyer
Tunnelointimikroskooppi (STM, engl. Scanning tunneling microscope) kvanttitunnelointi-ilmiöön perustuva mikroskooppi, jolla saadaan kolmiulotteisia atomitason kuvia aineen pintarakenteesta.
Yhteistyö ja avustus
Christopher Zaum, Institute of Quantum Optics, Yliopisto, Hannover, Saksa
Frank Marder ja Christof Wittmer Lenzkirch, Saksa
Oletetaan, että aloitamme mikrokosmokseeen tutustumisen määrittelemällä maapallon pintaan lähtökohdaksi 0-pisteen. Tästä pisteestä etäännytään läpileikaten maapallon ydintä kohti. Kultaisen Leikkauksen matemaattisen kaavan mukaan määritellään myös pisteiden 1… 20 väliset pituudet. Ensimmäisen 0 … 1 mittavälin, eli askeleen pituuudeksi tulee 45,8 cm. Saavumme nyt mikrokosmokseen ja määrätyin askelin etäännymme jopa atomitasolle; etäisyys 19 pisteeseen
onkin lähes täsmälleen sama kun vetyatomi (10/1000.000 mm).Tämän mittakaavan mukaan askelväli 0… 8 on ihmissilmän nähtävissä ilman apuvälineitä ( kuin esim. ihmisen käsivarsi, kämmen,kynsi, hius). Tästä eteenpäin tarvitaankin jo mikroskooppia koska askel 9 vie solujen ja molekyylien maailmaan. Askelvälin 15… 20 näköapuna on käytettävä STM -kuvausta.
STM -laite onkin nykyään jo korvaamaton osa nanoteknologista vakiovarustusta mutta hintatasoltaan korkea ja sen käyttö edellyttäisi kallita järjestelyjä.
Mahdollistaakseen tämän "20 askelta mikrokosmokseen" -projektin esittelyn yleisölle, Tuula ja Jo Niemeyer rakensivat itse studiossaan vuosina 2007 - 2009
suhteellisen yksinkertaisesti toimivan STM -laitesysteemin - pienin kustannuksin ja rohkean fyysikon avustama !
Lyhyesti kuvailtuna, STM koostuu erittäin ohuesta neulasta eli mittakärjestä, joka äärettömän pienellä etäisyydellä hyvin heikkoa, niin sanottua tunnelointisähköä lähettämällä mahdollistaa näytteen pintarakenteen ja/tai pinnankorkeuden kartoittamisen. Kartoitus voidaan sitten tietokoneen avulla muuttaa silmin nähtäväksi kuvaksi. Tunnelointivirran avulla kartoitettaessa voidaan näytteen pintarakenteen atomeja jopa "käsitellä" (siirtää, lisätä...). Tämä puolestaan tarkoittaa sitä, että "20 askelta mikrokosmokseen" -projektin askelvälit 18… 20...0 ovat kartoitettavissa.
Mytologinen matka voi olla seikkailu kohti tuntematonta ja ennen tutkimatonta. Se voi olla myös tutkimusretki jo tunnetun tiedon rajoille. Voidaan pohdiskella ennen näkemättömien ilmiöiden vaikutuksia luontoon, ihmiskunnan tapaan elää , käyttäytyä ja kehittyä. Voidaan myös pohdiskella ennen tutkimattoman materiaalin tutkimustuloksien vaikutusta tieteissä ja taiteissa ... Siis vaikeasti määriteltävä aihepiiri, johon ei juurikaan viime vuosina ole kiinnitetty huomiota.
Olisi luonnollista ja tarpeellista että nykypäivänä myös tällaisen tiedon välittyminen eri kultturien ja tiedekuntien välillä olisi mahdollista.
askel 15: ensimmäinen STM -kuva 13.2.2009
3D kuva DVD:stä
The STM Scanning-Head contains two central components: the piezo-scanner and the pre-amplifier.
noin 500 nm:in STM-kuva 17:sta DVD-bitistä
Step 17: Atomic resolution of HOPG (highly-oriented, pyrolitic graphite)
Muistutus: "20 Steps"-projektin lähtökohta on Suomen Lapissa, lähellä Ruotsin rajaa sijaitseva Ropinsalmi, Pohjoisen Napapiirin pohjoispuolella.
Jo Niemeyerin "20 Askelta Maapallon ympäri" on maataide-projekti, jonka elementteinä on
20 teräsvalmisteista pylvästä. Jokainen yksittäinen elementti on osa matemaattisen tarkaan laskettua kokonaisuutta. Kultaisen Leikkauksen säännön mukaan tehdyt matemaatiset
laskelmat määräävät jokaisen pylvään tarkan sijainnin. Säännön mukaisesti määräytyy myös mille leveys- ja pituusasteille tämä projekti sijoittuu; käytännässä pylväsreitti ylittää ueamman maan rajat mantereelta mantereelle.
"…Jo Niemeyerin toteuttama ´20 Askelta´on vaikuttavin tähän päivään mennessä maailmanlaajuisesti toteutetuista konkreettisen taiteen projekteista… voiko tämän arvokkaampaa, maailmankaikkeuden suhteellisuudesta muistuttavaa ilmaisutapaa olla ?"
Eugen Gommringer
Step 14 Image from an optical microscope by JN
© Copyright Tuula Niemeyer-Partanen 2010
askel 20: noin 0.4 nm:n hiiliatomin kokoa vastaava projektimme viimeinen askel
20 Askelta on nähtävissä Tuula ja Jo Niemeyerin vuosina 2007 - 2009 rakentaman STM-laitteen avulla
STM-kuva noin 0.4 nm:n hiiliatomista