Limit svetla podliezli 100 000-násobne. Prelom kompletne zmení výskum materiálov
Optická mikroskopia sa dlhé desaťročia pohybovala v jasne vymedzených hraniciach. Svetlo je výborný nositeľ informácie, no jeho vlnová povaha znamená, že ho nemožno „zlisovať“ do bodu menšieho než je jeho vlnová dĺžka.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneAj tie najlepšie klasické optické mikroskopy sa preto zastavujú na rozlíšení v desiatkach nanometrov, čo je oblasť ďaleko nad mierkou jednotlivých atómov. Ak si chcel vidieť atóm, musel si siahnuť po elektrónových mikroskopoch alebo po skenovacích sondách, nie po svetle.
Zmena prístupu k materiálovému výskumu
Výskum z univerzity v Regensburgu však ukazuje, že toto rozdelenie už nemusí platiť, upozorňuje Interesting Engineering. Vedcom sa podarilo posunúť optické meranie až na subnanometrové vzdialenosti, konkrétne približne 0,1 nanometra.
To je rozlíšenie porovnateľné s medziatómovými vzdialenosťami v pevných látkach. Zásadné pritom je, že nepoužívajú exotické zdroje žiarenia ani extrémne krátke laserové impulzy, ale kontinuálny infračervený laser, aký má k dispozícii veľká časť experimentálnych laboratórií.
Základom metódy je kovový hrot s extrémne ostrým zakončením, ktorý sa priblíži k povrchu skúmaného materiálu na vzdialenosť menšiu než je veľkosť atómu. Už samotné sústredenie svetla do takto malého priestoru výrazne prekračuje klasický difrakčný limit a poskytuje rozlíšenie na úrovni niekoľkých nanometrov. Skutočný zlom však nastáva v okamihu, keď sa hrot dostane ešte bližšie. Vtedy sa začnú uplatňovať kvantové javy, ktoré klasická optika nepozná.
Aj keď sa hrot a povrch fyzicky nedotýkajú, elektróny dokážu tunelovať cez extrémne úzku medzeru medzi nimi. Elektrické pole laseru tieto elektróny rozkmitá a ich pohyb sa správa podobne ako mikroskopická anténa.
Výsledkom je veľmi slabé elektromagnetické žiarenie, ktoré nesie informáciu priamo o kvantových tunelovacích procesoch na atómovej úrovni. Detekciou tohto žiarenia je možné mapovať štruktúru materiálu s rozlíšením, ktoré už neurčuje vlnová dĺžka svetla, ale priestorové obmedzenie elektrónového pohybu.

Z fyzikálneho hľadiska ide o mimoriadne zaujímavý posun. Optická mikroskopia sa tu prestáva správať ako čisto vlnový problém a prechádza do oblasti, kde dominuje kvantová mechanika. Svetlo sa stáva nástrojom na čítanie kvantových dejov, nie ich limitujúcim faktorom. To otvára dvere k štúdiu javov, ktoré doteraz prebiehali mimo dosahu optických metód.
Praktický význam takéhoto prístupu môže byť veľký. Mnohé kľúčové procesy v katalýze, polovodičových štruktúrach či molekulárnej elektronike sa odohrávajú práve na úrovni jednotlivých atómov a chemických väzieb. Ak ich dokážeš pozorovať pomocou svetla, získaš nielen priestorové rozlíšenie, ale aj spektroskopickú informáciu o tom, ako materiál s elektromagnetickým žiarením interaguje.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Čína chystá energetický prevrat. Fúzny reaktor novej generácie začne fungovať prekvapivo skoro

Vesmírny megaprojekt podporili kľúčoví spojenci Slovenska, odolá vesmírnym hrozbám

Slováci môžu z domu hľadať čierne diery. Nemusíš byť vedec a stačí ti pár minút času

Zhasla ďalšia nádej na nájdenie mimozemského života. Potenciálne planéty uviazli v ére slizu

Mieri priamo na nás. V našej galaxii objavili desivý lúč z čiernej diery
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Nové pravidlá pre majiteľov studní: Za bežný zvyk pri odbere vody ti hrozí pokuta 165 eur. Novela sprísni povinnosti

Invázny americký hríb má byť už na Slovensku. Hubár ho našiel pri Prešove, mykológ varuje

Známu značku založil pred 38 rokmi v garáži. Časť firmy predal za 128 miliónov eur, tričko tu stojí 140 eur

Tržby jej vyleteli na 5,7 milióna eur, teraz je v konkurze. Slovenská potravinárska firma dlhuje štátu vyše milióna

Dom za 25 900, auto za 892 eur: Štát zverejnil nový majetok, ktorého sa chce zbaviť
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Netflix sa dohodol s odvekým rivalom. Na Slovensko už zajtra dorazia veľké filmové a seriálové hity
- Slováci budú už čoskoro počuť silné hučanie. Najväčší jadrový kolos Slovenska ožíva
- Vojnový klenot práve dorazil online aj s dabingom. Diváci ho doteraz prehliadali
- Nový akčný seriál ohúril svet. Za pár dní ho videli milióny ľudí a čaká ho veľká budúcnosť
- Volkswagen spustil predaj elektrického SUV za necelých 17-tisíc eur. Dojazd má až 660 km
-
- Netflix sa dohodol s odvekým rivalom. Na Slovensko už zajtra dorazia veľké filmové a seriálové hity
- Slováci budú už čoskoro počuť silné hučanie. Najväčší jadrový kolos Slovenska ožíva
- Vojnový klenot práve dorazil online aj s dabingom. Diváci ho doteraz prehliadali
- Nový akčný seriál ohúril svet. Za pár dní ho videli milióny ľudí a čaká ho veľká budúcnosť
- Volkswagen spustil predaj elektrického SUV za necelých 17-tisíc eur. Dojazd má až 660 km
-
- Vojnový klenot práve dorazil online aj s dabingom. Diváci ho doteraz prehliadali
- Majú zásoby 100 miliárd m³. Slovensko môže získať nový veľký zdroj plynu, spustia ho už čoskoro
- Netflix sa dohodol s odvekým rivalom. Na Slovensko už zajtra dorazia veľké filmové a seriálové hity
- Má 1 113 koní a dojazd 1 770 km. Obor od známej značky mieri do predaja za nízku cenu
- Volkswagen prekvapil cenou. Nový elektrický sedan stojí len 11 000 eur a má dojazd 555 km
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Nové pravidlá pre majiteľov studní: Za bežný zvyk pri odbere vody ti hrozí pokuta 165 eur. Novela sprísni povinnosti

Invázny americký hríb má byť už na Slovensku. Hubár ho našiel pri Prešove, mykológ varuje

Známu značku založil pred 38 rokmi v garáži. Časť firmy predal za 128 miliónov eur, tričko tu stojí 140 eur

Tržby jej vyleteli na 5,7 milióna eur, teraz je v konkurze. Slovenská potravinárska firma dlhuje štátu vyše milióna

