Физики придумали, как повысить качество снимков рентгеновского микроскопа

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

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука