Το ταχύτερο μικροσκόπιο στον κόσμο καταγράφει την κίνηση ηλεκτρονίων σε αττοδευτερόλεπτα

Η παρατήρηση του υποατομικού κόσμου είναι δύσκολη όχι μόνο λόγω της ανάλυσης, αλλά και λόγω της ταχύτητας. Τα σωματίδια που αποτελούν τα άτομα, ή εκτοξεύονται από αυτά, μπορούν να κινηθούν με ταχύτητες που πλησιάζουν αυτή του φωτός. Στην πράξη, κινούνται συχνά πολύ πιο αργά, αλλά ακόμα και αυτές οι ταχύτητες είναι πάρα πολύ γρήγορες για τα μάτια ή την τεχνολογία μας.

Αυτό καθιστά την παρατήρηση των ηλεκτρονίων ιδιαίτερα δύσκολη, αλλά μια νέα τεχνική απεικόνισης επιτρέπει στους επιστήμονες να δουν την κίνηση τους σε πραγματικό χρόνο. Μια ομάδα φυσικών από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα Tucson, με επικεφαλής τους Dandan Hui και Husain Alqattan, ανέπτυξε μια τεχνική που μπορεί να καταγράψει εικόνες σε ταχύτητες αττοδευτερολέπτων, δηλαδή ένα πεντακισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου. Οι ίδιο ονόμασαν την τεχνική “αττομικροσκοπία”.

Απίστευτο: Αυτή είναι η πρώτη εικόνα κρυστάλλου ηλεκτρονίων

Ο φυσικός Mohammed Hassan του Πανεπιστημίου της Αριζόνα εξηγεί: «Η βελτίωση της χρονικής ανάλυσης στα ηλεκτρονικά μικροσκόπια ήταν ένας διακαής στόχος πολλών ερευνητικών ομάδων. Θέλαμε να δούμε την κίνηση των ηλεκτρονίων, αλλά αυτές οι κινήσεις συμβαίνουν σε αττοδευτερόλεπτα. Τώρα, για πρώτη φορά, μπορούμε να καταγράψουμε τη δυναμική των ηλεκτρονίων σε πραγματικό χρόνο».

Η μετάδοση ηλεκτρονίων μέσω μικροσκοπίου (TEM) είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για την απεικόνιση των μικρότερων δομών του φυσικού κόσμου. Βασίζεται στη χρήση ηλεκτρονίων αντί του φωτός για τη δημιουργία της εικόνας. Μια δέσμη ηλεκτρονίων διαπερνά ένα δείγμα υλικού, και η αλληλεπίδραση μεταξύ των ηλεκτρονίων και του δείγματος παράγει την εικόνα.

Η νέα μέθοδος των ερευνητών βασίζεται σε ένα τρικ που περιλαμβάνει τη διαίρεση του παλμού σε τρία μέρη: δύο παλμούς φωτός και έναν παλμό ηλεκτρονίων. Ο πρώτος παλμός εγχέει ενέργεια σε ένα δείγμα γραφενίου, κάνοντας τα ηλεκτρόνια να κινούνται. Ο δεύτερος παλμός φωτός δημιουργεί ένα παράθυρο, και ενώ είναι «ανοιχτό», ένας μόνο παλμός ηλεκτρονίων με αττοδευτερόλεπτη ταχύτητα πυροδοτείται προς το δείγμα, καταγράφοντας τις υποατομικές διεργασίες.

Το αποτέλεσμα είναι ένας ακριβής χάρτης της δυναμικής των ηλεκτρονίων, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για την κατανόηση της συμπεριφοράς αυτών των σημαντικών σωματιδίων.

Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.