Najbrži mikroskop na svetu može da vidi elektrone u zamrznutom kadru

Novi uređaj hvata momente duge kvintilioniti deo sekunde.

Intervali vremena koje možemo da uhvatimo pomoću uređaja postaju kraći, omogućavajući uvid u fizičke fenomene koje tek treba da proučimo.

Istraživači sa Univerziteta Arizone predstavili su najbrži elektronski mikroskop na svetu, koji može da uhvati interval od jedne atosekunde, piše IFL Science.

Preporučujemo

Atosekunda je nezamisliv delić vremena – jednak milijarditom delu milijarditog dela sekunde. Poređenja radi, njihov broj u sekundi je otprilike isti kao broj sekundi otkako je univerzum nastao pre 13,7 milijardi godina.

Elektronski mikroskopi koriste lasere da generišu pulsirajući snop elektrona. Ovi snopovi se koriste da bi se video predmet izučavanja i što su kraći to je slika brža i bolja.

Dosad su ti snopovi bili dugi nekoliko atosekundi, tako da bi propustili deo dešavanja ako bi se koristili za izučavanje kretanja posebnog elektrona. Sa dužinom od jedne atosekunde, kretanje elektrona se može videti u zamrznutim kadrovima pošto je brzina snopa jednaka brzini posmatranog elektrona.

„Ovaj transmisioni elektronski mikroskop je kao vrlo moćna kamera u najnovijoj verziji pametnih telefona; omogućava nam da slikamo stvari koje ranije nismo mogli da vidimo – poput elektrona. Nadamo se da će naučna zajednica pomoću ovog mikroskopa razumeti kvantnu fiziku u osnovi ponašanja i kretanja elektrona“, kaže Mohamed Hasan, profesor fizike i optičkih nauka.

Ovo postignuće je izgrađeno na višedecenijskom istraživanju čija su tri začetnika – Pjer Agostini, Ferenc Kraus i An Luilje – prošle godine dobili Nobelovu nagradu za fiziku.

„Istraživanje je još na početku, ali je ideja da počnemo da kontrolišemo elektrone. Možemo da merimo kretanje elektrona u materiji i možda možemo malo da kontrolišemo to kretanje. To bi moglo biti značajno za kontrolu nekog hemijskog procesa, možda biološkog procesa kasnije“, kaže prof. Luilje.

Nova elektronska mikroskopija koristi ultrakratke svetlosne pulseve, temelj atofizike, zajedno sa pulsem elektronskog snopa. Pažljiva sinhronizacija pulseva je omogućila posmatranje ultrabrzih procesa na atomskom nivou.

„Unapređenje vremenske rezolucije u elektronskim mikroskopima je dugo čekano jer svi želimo da vidimo kretanje elektrona“, kaže Hasan. „Ta kretanja se dešavaju u atosekundama. Sad prvi put možemo da postignemo vremensku rezoluciju atosekunde putem naše ‘atomiskroskopije’. Prvi put možemo da vidimo delove elektrona u pokretu“.

(Telegraf Nauka/IFL Science)