Il microscopio più veloce al mondo fa il suo debutto.

Il movimento degli elettroni che sibilano è stato catturato come mai prima.

I ricercatori hanno sviluppato un microscopio laser che scatta immagini alla velocità dell'attosecondo, ovvero un miliardesimo di miliardesimo di secondo. Denominata "attomicroscopia", la tecnica può catturare il movimento scattante degli elettroni all'interno di una molecola con una precisione molto maggiore di quanto fosse possibile in precedenza, come hanno riferito il fisico Mohammed Hassan e i suoi colleghi il 21 agosto su Science Advances.

"Cerco sempre di vedere le cose che nessuno ha mai visto prima", afferma Hassan, dell'Università dell'Arizona a Tucson.

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L'attomicroscopio è un microscopio elettronico a trasmissione modificato, che utilizza un fascio di elettroni per creare immagini di cose piccole come pochi nanometri (SN: 16/07/08). Come la luce, gli elettroni possono essere considerati onde. Queste lunghezze d'onda, tuttavia, sono molto più piccole di quelle della luce. Ciò significa che un fascio di elettroni ha una risoluzione più alta di un laser convenzionale e può rilevare cose più piccole, come atomi o nuvole di altri elettroni.

Per ottenere le loro immagini superveloci, Hassan e i colleghi hanno utilizzato un laser per tagliare il fascio di elettroni in impulsi ultracorti. Come l'otturatore di una macchina fotografica, quegli impulsi hanno permesso loro di catturare una nuova immagine degli elettroni in un foglio di grafene ogni 625 attosecondi, circa mille volte più velocemente delle tecniche esistenti.

Il microscopio non può ancora catturare immagini di un singolo elettrone, ciò richiederebbe una risoluzione spaziale estremamente elevata. Ma collegando insieme le immagini raccolte, gli scienziati hanno creato una specie di filmato stop-motion che mostra come una serie di elettroni si muove attraverso una molecola.

La tecnica potrebbe consentire ai ricercatori di osservare come avviene una reazione chimica o di sondare come gli elettroni si muovono attraverso il DNA, afferma Hassan. Queste informazioni potrebbero aiutare gli scienziati a creare nuovi materiali o medicine personalizzate.

"Con questo nuovo strumento, stiamo cercando di costruire un ponte tra ciò che gli scienziati possono trovare in laboratorio e le applicazioni nella vita reale che potrebbero avere un impatto sulla nostra vita quotidiana", afferma.

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D. Hui et al. Microscopia elettronica ad attosecondi e diffrazione. Science Advances. Pubblicato online il 21 agosto 2024. doi: 10.1126/sciadv.adp5805.

Skyler Ware è stata la AAAS Mass Media Fellow del 2023 con Science News. Ha un dottorato di ricerca in chimica conseguito al Caltech, dove ha studiato le reazioni chimiche che utilizzano o creano elettricità.

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