;
Новости 5 июня 2022

Физики придумали, как повысить качество снимков рентгеновского микроскопа

Далее

Немецкие исследователи разработали новую технологию рентгеновской микроскопии. Благодаря сочетанию линз и численной реконструкции изображения, ученые добились рекордного качества и резкости изображения.

С помощью рентгеновских микроскопов можно изучать трехмерную структуру материалов, организмов или тканей, не разрезая и не повреждая образец. Теоретически такая технология позволяет создавать изображение с разрешением в несколько нм. Однако, на практике ее возможности ограничены трудностями изготовления идеальной линзы.

В своей работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, физики из Геттингенского университета показали, что «несовершенство» линз можно обойти, добавив к инновационным линзам алгоритмы реконструкции изображения. 

В качестве линзы ученые использовали многослойную зонную пластинку, состоящую из нескольких атомных слоев, нанесенных в форме концентрических кругов на тонкую проволоку. Такая система предотвращает взаимную интерференцию, увеличивая освещение точки наблюдения.

Физики поместили созданную линзу между снимаемым объектом и рентгеновской камерой в чрезвычайно ярком и сфокусированном рентгеновском луче на Немецком электронном синхротроне в Гамбурге. Исследователи отмечают, что на камеру поступали три разных типа сигнала, которые вместе давали полную информацию о структуре неизвестного объекта, даже если объекты поглощали мало или совсем не поглощали рентгеновское излучение.

Схема эксперимента. Изображение: Markus Osterhoff

Авторы работы отмечают, что они отказались от идеи создания идеальной линзы. Вместо этого они точно измерили созданную линзу и заложили ее параметры в алгоритмы обработки информации. 

Ученые продемонстрировали работу своего устройства, сделав снимки полупроводниковых нанопроводов с разрешением менее 10 нм. Исследователи отмечают, что преимуществом нового метода является то, что объект не нужно сканировать, а значит очень быстрые микроскопические процессы в материалах также можно «заснять» в движении.

Из-за трудностей многие исследователи уже отказались от использования рентгеновской микроскопии с линзами и вместо этого попытались полностью заменить линзы алгоритмами. Однако, используя вместе линзы и алгоритмы, наш подход сочетает в себе лучшее из обоих миров.

Тим Салдитт, профессор физического факультета Геттингенского университета, один из авторов исследования

Читать далее

Китайский ИИ предсказывает курс гиперзвуковых ракет. Ответный удар будет с опережением

Раскрыт секрет долголетия. Все дело в экспрессии генов, и вот как можно на нее повлиять

Ученые ищут минералы для электромобилей на дне древнего океана