Najszybszy mikroskop na świecie debiutuje
Ruch wirujących elektronów został uchwycony jak nigdy dotąd.
Badacze opracowali mikroskop oparty na laserze, który robi zdjęcia z prędkością attosekundy - czyli miliardowej miliardowej sekundy. Technika o nazwie „attomicroscopy” pozwala na uchwycenie szybkiego ruchu elektronów wewnątrz cząsteczki z dużo większą precyzją niż dotychczas było to możliwe, fizyk Mohammed Hassan i jego koledzy raportują 21 sierpnia w Science Advances.
„Zawsze staram się zobaczyć rzeczy, których nikt wcześniej nie widział” - mówi Hassan z University of Arizona w Tucson.
Science News zbiera pytania od czytelników na temat radzenia sobie ze zmieniającym się klimatem naszej planety.
Czego chciałbyś się dowiedzieć o skrajnym upale i jego wpływie na skrajne zjawiska pogodowe?
Attomikroskop to zmodyfikowany mikroskop elektronowy transmisyjny, który używa wiązki elektronów do obrazowania rzeczy o wielkości nawet kilku nanometrów (SN: 7/16/08). Podobnie jak światło, elektrony można postrzegać jako fale. Te długości fali są jednak znacznie mniejsze niż długości fal świetlnych. Oznacza to, że wiązka elektronów ma lepszą rozdzielczość niż konwencjonalny laser i może wykrywać mniejsze rzeczy, takie jak atomy lub chmury innych elektronów.
Aby uzyskać swoje super szybkie obrazy, Hassan i jego koledzy użyli lasera do rozpraszania wiązki elektronowej na ultrakrótkie impulsy. Podobnie jak migawka w aparacie fotograficznym, te impulsy pozwoliły im na zrobienie nowego obrazu elektronów w arkuszu grafenu co 625 attosekund - około tysiąc razy szybciej niż istniejące techniki.
Mikroskop nie może jeszcze uchwycić obrazów pojedynczego elektronu - do tego potrzebna byłaby bardzo wysoka rozdzielczość przestrzenna. Ale poprzez połączenie zebranych obrazów naukowcy stworzyli rodzaj filmu poklatkowego, który pokazuje, jak grupa elektronów porusza się przez cząsteczkę.
Technika ta mogłaby pozwolić badaczom obserwować, jak zachodzi reakcja chemiczna lub badać, w jaki sposób elektrony przemieszczają się przez DNA - mówi Hassan. Te informacje mogłyby pomóc naukowcom w tworzeniu nowych materiałów lub leków spersonalizowanych.
„Dzięki temu nowemu narzędziu próbujemy zbudować most między tym, co naukowcy mogą znaleźć w laboratorium, a zastosowaniami, które mogłyby mieć wpływ na nasze codzienne życie” - mówi.
Pytania lub komentarze dotyczące tego artykułu? Napisz do nas na [email protected] | Reprints FAQ
D. Hui et al. Attosekundowa mikroskopia elektronowa i dyfrakcja. Science Advances. Publikacja online 21 sierpnia 2024 roku. doi: 10.1126/sciadv.adp5805.
Skyler Ware był stypendystą AAAS Mass Media Fellow with Science News w 2023 roku. Ma doktorat z chemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Technologii, gdzie badał reakcje chemiczne, które wykorzystują lub tworzą elektryczność.
Jesteśmy w krytycznym momencie i wsparcie dziennikarstwa klimatycznego jest ważniejsze niż kiedykolwiek wcześniej. Science News i nasza organizacja macierzysta, Society for Science, potrzebują twojej pomocy, aby wzmocnić świadomość ekologiczną i zapewnić, że nasza reakcja na zmiany klimatyczne opiera się na nauce.
Prosimy subskrybuj Science News i dołóż 16 dolarów, aby rozszerzyć literaturę naukową i zrozumienie.
