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
Этот ядерный двигатель поможет быстрее долететь до Марса: как он работает
Космос
Запуск Falcon 9 завершился успехом: что было на борту миссии
Космос
Прототип Boom Supersonic XB-1 приблизился к звуковому барьеру
Новости
Ученые заглянули внутрь нейтронных звезд, используя квантовую физику
Космос
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука
Астрофизики разгадали тайну космических ускорителей частиц
Космос