Ученые пока лучше фотографируют атомы с помощью алгоритмов — 14.07.21 — Наука

Наилучшее изображение атома на сегодняшний день было получено учеными из Корнельского университета (США) с помощью безлинзового микроскопа и усовершенствованного алгоритма, способного восстанавливать изображение атома по образцам, полученным в результате взаимодействия объекта с электронным лучом.

Чтобы получить изображение, ученые с помощью электронного микроскопа увеличили кристалл празеодима (Pr), одного из минералов, в 100 миллионов раз. Используемый микроскоп не имеет кристаллической линзы, как мы используем в школьных лабораториях, но излучает электронный луч для захвата узоров на объекте посредством взаимодействия. Затем шаблоны можно преобразовать в изображения.

Большая идея исследователей заключалась в использовании собственного алгоритма, способного формировать изображение с очень высоким разрешением на основе стандартов. Единственное размытие, которое можно увидеть на изображении, связано с движением самих атомов, постоянным возбуждением. Используемая техника называется пикографией.

В результате получилось изображение невероятной точности, порядка пикометра или триллиона метра.

Описание исследования, на основе которого была сделана фотография, было опубликовано в конце мая в статье в научном журнале Science.

«Помимо установления нового рекорда, этот подвиг подводит нас к новому окончательному пределу разрешения. [de imagens]. Теперь мы можем очень просто узнать, где находятся атомы. Это открывает множество новых возможностей для того, что мы хотели сделать в течение долгого времени », — сказал физик Дэвид Мюллер, один из руководителей исследований, в заявлении, опубликованном Корнельским университетом.

В 2018 году группа под руководством Мюллера установила предыдущий рекорд разрешения. Мюллер является профессором инженерии в Школе инженерной физики и директором Института наномасштабов Кавли в Корнелле.

Для ученых, изучающих материю в ее меньших частях (таких как атомы и частицы внутри), новинка дает возможность видеть реакции в невиданных ранее масштабах, что может привести к другим открытиям и усовершенствованиям в существующих технологиях.

Исследователи из Корнелла теперь планируют еще больше улучшить изображение, охладив образец, что заставит атомы меньше дрожать и должно привести к менее размытой фотографии.

Back to top button