Физики впервые сделали рентген отдельного атома

Ученые сообщили о получении первого рентгеновского «снимка» отдельного атома. Исследование опубликовано в Nature.

Американские физики разработали чувствительный детектор для сканирования состава сложного материала с помощью рентгеновского излучения. Он позволяет определять отдельный атом в составе сложного материала. Ранее предел сканирования составлял около 10 000 атомов. 

Супрамолекулярный ансамбль в форме кольца, состоящий только из атомов железа (слева), и сигнатура отдельного атома железа в рентгеновском излучении (справа). Изображение: Ohio University

С момента открытия на рубеже XIX и XX веков рентгеновское излучение активно используется для изучения свойств материалов и микроскопии. Но традиционные методы исследований основаны на их взаимодействии со многими атомами в образце для создания обнаруживаемого сигнала. Это связано с тем, что сигнал, создаваемый отдельным атомом, слаб и его трудно отличить от фонового шума. 

Физики модернизировали обычные детекторы рентгеновского излучения с помощью специального устройства. Оно состояло из острого металлического наконечника, расположенного в непосредственной близости от образца для сбора возбужденных рентгеновским излучением электронов — синхротронного излучения.

Демонстрация работы технологии: под воздействием рентгеновского излучения (синий луч) электроны атома туннелируют и улавливаются детектором (сверху). Изображение: Ohio University

Для демонстрации возможностей усовершенствованного прибора исследователи использовали соединение из атомов железа и тербия. Когда рентгеновские лучи падают на отдельный атом в составе молекулы, электроны возбуждаются и туннелируют к наконечнику детектора. Спектры, собранные детектором, уникальны, и подробно отпечаткам пальцев они позволяют идентифицировать химический элемент исследуемого атома.

Атомы можно регулярно визуализировать с помощью сканирующих зондовых микроскопов, но без рентгеновских лучей невозможно сказать, из чего они сделаны. Теперь мы можем точно определять тип конкретного атома, по одному атому за раз, и одновременно измерять его химическое состояние.

Со Вай Хла, соавтор исследования

Читать далее:

Ученые связали потерю памяти и нехватку определенных веществ: как исправить ситуацию

Исследователи показали, как выглядел фараон Тутанхамон

Посмотрите, как растения реагируют на прикосновения в рамках нового эксперимента

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Ученые преодолели одно из ключевых препятствий для термоядерной энергетики
Наука
Телескоп «Джеймс Уэбб» показал детали космической Конской Головы
Космос
Ученые выяснили, как парниковые газы влияют на распространение болезней
COVID-19
Найдены доказательства необычной силы магнитного поля Земли в прошлом
Наука
Посмотрите, как быстро робот-гуманоид управляется с домашними задачами
Новости
Ядро атома впервые возбудили лазером: это открывает сверхточные измерения времени
Наука
Чек-лист: как обеспечить информационную безопасность маркетплейса
Мнения
Экспериментальный лазер передал данные с зонда «Психея» на расстоянии 226 млн километров
Космос
Посмотрите на самое близкое фото обломка ракеты в космосе
Космос
Ученые нашли следы древних ритуалов майя на благословение
Наука
В Китае появились батареи со сверхбыстрой зарядкой для электрокаров: запас хода составляет 1000 км
Новости
Найдены скрытые «дорожки для мертвых»: их обнаружили с помощью лидара
Наука
Беспилотные грузовики Evocargo начинают работу во «Внуково» в рамках эксперимента
Новости
«Человеческие нейронные сети потребляют около 20 Вт, а искусственные — сотни ватт»
Технологии
Ученые считают, что недалеко от Земли есть «живая» планета
Новости
Китай готов к автономным летающим такси: когда будут первые полеты
Новости
Посмотрите на сотни черных «пауков», которые заполонили Марс весной
Космос
Где похоронен Платон: ученые наконец-то нашли ответ
Наука
Почему мужчины умирают в России на 10 лет раньше женщин: в Минздраве назвали причину
Новости
Крошечный и тонкий экран отслеживает активность мозга во время операции
Новости