Vedci z Arizonskej univerzity predstavili revolučný mikroskop, ktorý je v súčasnosti najrýchlejším na svete. Tento mikroskop, pracujúci s elektrónovými pulzmi trvajúcimi len jednu attosekundu (1×10^-18 sekundy), je prvým zariadením, ktoré dokáže zachytiť jasné snímky pohybujúcich sa elektrónov.

Tento technologický prelom umožňuje vedcom sledovať ultrarýchle procesy, ako je napríklad rozpad chemických väzieb, s neuveriteľnou presnosťou. Na tému upozornil portál Futurism.

Neuveriteľne presný

Výsledky výskumu, ktoré boli publikované v prestížnom časopise Science, predstavujú významný pokrok v porovnaní s predchádzajúcimi elektrónovými mikroskopmi. Tie dosiahli rýchlosť niekoľkých attosekúnd, čo však nebolo dostatočné na to, aby zachytili rýchle a jemné pohyby elektrónov.

„S týmto mikroskopom dúfame, že vedecká komunita dokáže pochopiť kvantovú fyziku, ktorá stojí za tým, ako sa elektrón správa a ako sa elektrón pohybuje,“ vyjadril sa na margo objavu spoluautor štúdie Mohammed Hassan.

Ak by sme to prirovnali k fotografii, dalo by sa povedať, že staršie mikroskopy nemali dostatočne rýchlu „uzávierku“, aby dokázali zvečniť pohyb týchto subatomárnych častíc.

Prístroj používa špeciálne laserové impulzy na vytváranie ultrarýchlych elektrónových snímok, ktoré nám umožňujú sledovať pohyb elektrónov v materiáloch.Dandan Hui/ et al/Science

Tím vedený profesorom Mohammedom Hassanom pri vývoji tohto „attomikroskopu“ využil inovatívny prístup. Laserový lúč bol rozdelený na elektrónový pulz a dva svetelné pulzy.

Prvý svetelný pulz vyvoláva pohyb elektrónov, druhý svetelný pulz synchronizuje tento pohyb s elektrónovým pulzom, ktorý sníma obraz. Vďaka tejto koordinácii je možné presne zachytiť moment, keď sa elektróny začnú hýbať a vytvoriť z neho ostrý obraz.

Tieto snímky ukazujú, ako sa elektróny pohybujú medzi uhlíkovými atómami grafénu, pričom červená, modrá a biela farba znázorňujú oblasti s vysokou, nízkou a nulovou hustotou elektrónov. Dandan Hui/ et al/Science

Táto revolučná technológia, ktorú vedci pomenovali „attomikroskopia“, otvára nové možnosti pre štúdium kvantovej fyziky. Poskytuje detailný pohľad na dynamiku elektrónov, čím môže viesť k novým objavom v oblasti fyziky, chémie a materiálových vied. Nový mikroskop by potenciálne mohol zásadným spôsobom zmeniť naše chápanie správania elektrónov a ich úlohy v rôznych fyzikálnych procesoch.

„Prvýkrát sme boli schopní dosiahnuť atosekundové časové rozlíšenie pomocou nášho elektrónového transmisného mikroskopu. Môžeme vidieť kúsky elektrónu v pohybe,“ doplnil Hassan, docent fyziky a optických vied  z University of Arizona.

Čítajte viac z kategórie: Novinky