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
Астрономы наблюдали свет вокруг гигантских черных дыр, образовавшихся вскоре после Большого взрыва
Наука
В мозге человека нашли «нейронный компас», который помогает определять направление
Наука
Электричество получили из влаги в воздухе с помощью бактериальных «проводов»
Наука
Разработана вакцина, которая защищает от коронавирусов будущего
COVID-19
Ограничения в работе TikTok не повлияли на популярность социальной сети
Новости
Исчезновение «щита» от солнечной радиации совпало с рассветом жизни на Земле 590 млн лет назад
Наука
Крошечные «бессмертные» черные дыры могут заполнять Вселенную и объяснять темную материю
Наука
Ученые впервые наблюдали, как орангутанг занимается самолечением
Наука
SpaceX не смогла скрыть полет ракеты над Россией: в сети публикуют фото
Космос
Зонд «Эйнштейн» показал первую партию редких космических фото
Космос
Миссию по доставке образцов с загадочной стороны Луны запустили в Китае
Наука
Ученые подтвердили ключевые события из Библии
Наука
Недалеко от нас есть планета, где ветер дует быстрее пули
Космос
Найден необычный способ бороться с хроническим стрессом
Наука
Посмотрите на самый редкий торнадо, который пронесся над США
Наука
Над Землей пролетел астероид, который вращался быстрее всех остальных
Космос
Ученые показали лицо женщины, которая жила 75 000 лет назад
Наука
Анализ генов показал, как древние водоросли вышли на поверхность планеты
Наука
Древняя технология поможет вырастить растения на Марсе, считают ученые
Космос
Физики из MIT добились рекордной близости между атомами для квантовых исследований
Наука