Världens snabbaste mikroskop gör sin debut.

Rörelsen av susande elektroner har fångats som aldrig förr.

Forskare har utvecklat ett laserbaserat mikroskop som tar bilder med attoseund - eller en miljarddels miljarddels sekund - hastighet. Dubbad "attomikroskopi", tekniken kan fånga den blixtande rörelsen av elektroner inuti en molekyl med mycket större precision än vad som tidigare varit möjligt, rapporterar fysikern Mohammed Hassan och hans kollegor den 21 augusti i Science Advances.

"Jag försöker alltid se saker som ingen har sett förut", säger Hassan, vid University of Arizona i Tucson.

Science News samlar läsarfrågor om hur man navigerar i vår planets föränderliga klimat.

Vad vill du veta om extrem värme och hur det kan leda till extrema väderhändelser?

Attomikroskopet är ett modifierat transmissionselektronmikroskop, som använder en elektronstråle för att avbilda saker så små som några nanometer i diameter (SN: 7/16/08). Liksom ljus kan elektroner ses som vågor. Dessa våglängder är dock mycket mindre än ljusets. Det betyder att en elektronstråle har en högre upplösning än en konventionell laser och kan upptäcka mindre saker, som atomer eller moln av andra elektroner.

För att få sina supersnabba bilder använde Hassan och kollegor en laser för att kapa elektronstrålen till ultrakorta pulser. Liksom slutaren på en kamera tillät dessa pulser dem att fånga en ny bild av elektronerna i ett ark grafen var 625:e attosekunde - ungefär tusen gånger så snabbt som befintliga tekniker.

Mikroskopet kan inte ta bilder av en enda elektron ännu - det skulle kräva extremt hög rumslig upplösning. Men genom att sätta ihop de insamlade bilderna skapade forskare en sorts stop-motion-film som visar hur en samling elektroner rör sig genom en molekyl.

Tekniken kan låta forskare se hur en kemisk reaktion sker eller undersöka hur elektroner rör sig genom DNA, säger Hassan. Den informationen kan hjälpa forskare att tillverka nytt material eller personliga läkemedel.

"Med det här nya verktyget försöker vi bygga en bro mellan vad forskare kan hitta i labbet och verkliga tillämpningar som kan ha en inverkan på vårt dagliga liv", säger han.

Frågor eller kommentarer till denna artikel? E-posta oss på [email protected] | Vanliga frågor om återtryck

D. Hui et al. Attosekund elektronmikroskopi och diffraktion. Vetenskapens framsteg. Publicerad online 21 augusti 2024. doi: 10.1126/sciadv.adp5805.

Skyler Ware var AAAS Mass Media Fellow 2023 med Science News. Hon har en Ph.D. i kemi från Caltech, där hon studerade kemiska reaktioner som använder eller skapar elektricitet.

Vi befinner oss i en kritisk tidpunkt och att stödja klimatjournalistik är viktigare än någonsin. Science News och vår moderorganisation, Society for Science, behöver din hjälp för att stärka miljökunskaper och se till att vårt svar på klimatförändringar är informerat av vetenskapen.

Vänligen prenumerera på Science News och lägg till $16 för att utöka vetenskapens läskunnighet och förståelse.